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所謂基因工程(genetic engineering)是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù),是將外源基因通過(guò)體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi),使這個(gè)基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)--DNA大分子提取出來(lái),在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后,把它與作為載體的DNA分子連接起來(lái),然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、繁殖的受體細(xì)胞中,以讓外源物質(zhì)在其中"安家落戶",進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá),從而獲得新物種的一種嶄新技術(shù)。
參考譯文:
從基因到轉(zhuǎn)基因生命體
如今,基因可以被分離、識(shí)別和克隆,并且,將基因插入其他生命體中還能改變它們的特征,這一過(guò)程叫基因工程。要發(fā)展這種技術(shù),我們需要一些工具。20世紀(jì)70年代,科學(xué)家分離出了細(xì)菌的原生質(zhì)。它們是形似呼拉圈的雙股DNA單位,可以被輕易地從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞?茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了被稱為限制酶的"剪刀",可以把DNA分裂成可以預(yù)測(cè)和可以復(fù)制的形式。這些酶被用來(lái)把特定的DNA序列中的原生質(zhì)切斷,切斷后的原生質(zhì)可以被科學(xué)家們自由地重新連接。作為抵抗病毒的自然防御機(jī)制的一部分,限制酶存在于細(xì)菌中,F(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多種限制酶,它們可以將不同序列的DNA切斷。
一旦原生質(zhì)被分開后,用同樣限制酶剪開的外來(lái)DNA片段和它的被切斷的端口被粘到一起,形成了新的原生質(zhì)。連接時(shí)使用的是另一種酶--DNA連接酶。這種連接酶可以把所有的碎片粘到一起。新的原生質(zhì)被插回細(xì)胞中,在那里可以進(jìn)行多次復(fù)制。如果把特定的基因材料引入高速?gòu)?fù)制的目標(biāo)細(xì)菌中,細(xì)胞就會(huì)變成生產(chǎn)有用物質(zhì)的微型工廠。例如,當(dāng)?松镜耐郀柕掀澨(hào)油輪在1989年擱淺后,它泄露了3800萬(wàn)公升的油。用上述方法創(chuàng)造出的吃油的細(xì)菌曾被用于清理油污的行動(dòng)。有了轉(zhuǎn)基因生命體(GMOs)的幫助,油分解的速度提高了五倍。
細(xì)胞質(zhì)技術(shù)還被應(yīng)用于把目標(biāo)基因材料轉(zhuǎn)移到植物的過(guò)程中。在應(yīng)用這種技術(shù)時(shí),科學(xué)家們使用導(dǎo)致植物腫瘤的細(xì)菌中的原生質(zhì)。通過(guò)把原生質(zhì)釋放到損壞的植物細(xì)胞上,這種細(xì)菌把基因材料轉(zhuǎn)移到植物的組織當(dāng)中。原生質(zhì)進(jìn)入植物組織后產(chǎn)生了浮腫,或者說(shuō)是腫瘤。因?yàn)榫哂羞@種特殊的侵襲植物組織的能力,這些導(dǎo)致腫瘤的(TI)原生質(zhì)被人們習(xí)慣地當(dāng)成"出租車"來(lái)使用,目的是把目標(biāo)基因帶到多種植物細(xì)胞當(dāng)中,比如說(shuō),玉米細(xì)胞。歐洲玉米螟普遍存在于玉米這種經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的農(nóng)作物當(dāng)中。使用殺蟲劑消滅這種害蟲時(shí),時(shí)機(jī)的掌握很關(guān)鍵。如果殺蟲劑噴灑得太晚,玉米螟早已經(jīng)在玉米莖的內(nèi)部安家了。這樣,它們就不能被殺死。CIBA研究所是第一家研制出我們通常所稱的Bt玉米的公司。這種玉米中含有能夠抵御玉米螟的基因。這種Bt基因來(lái)自于一種名為圖根菌的細(xì)菌。它會(huì)產(chǎn)生Bt原霉素的蛋白質(zhì)。當(dāng)昆蟲的幼蟲吃了這些細(xì)菌后,細(xì)菌中的霉素就會(huì)附著在昆蟲的內(nèi)臟,并在上面打出許多洞。這樣,幼蟲就會(huì)被餓死。Bt玉米在生長(zhǎng)過(guò)程中需要很少,甚至不需要?dú)⑾x劑。
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