什麼是轉基因技術

　　轉基因技術的理論基礎來源於進化論衍生來的分子生物學。那麼你對轉基因技術瞭解多少呢?以下是由小編整理關於的內容，希望大家喜歡!

　　轉基因技術的目的

　　***1***提取目的基因 從生物有機體複雜的基因組中,分離出帶有目的基因的DNA片段，或者人工合成目的基因，或從基因文庫中提取相應的基因片段和PCR技術進行目的基因的增殖。

　　***2*** 將目的基因與運載體結合 在細胞外, 將帶有目的基因的DNA片段通過剪下、粘合連線到能夠自我複製並具有多個選擇性標記的運輸載體分子***通常有質粒、T4噬菌體、動植物病毒等***上， 形成重組DNA分子。

　　***3*** 將目的基因匯入受體細胞 將重組DNA分子注入到受體細胞***亦稱宿主細胞或寄主細胞*** ,將帶有重組體的細胞擴增，獲得大量的細胞繁殖體。

　　***4*** 目的基因的篩選 從大量的細胞繁殖群體中，通過相應的試劑篩選出具有重組DNA分子的重組細胞。

　　***5*** 目的基因的表達 將得到的重組細胞，進行大量的增殖，得到相應表達的功能蛋白，表現出預想的特性，達到人們的要求。

　　轉基因技術的主要分類

　　轉基因過程按照途徑可分為人工轉基因和自然轉基因，按照物件可分為植物轉基因技術、動物轉基因技術和微生物基因重組技術。

　　人工轉基因

　　將人工分離和修飾過的基因匯入到生物體基因組中，由於匯入基因的表達，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾，這一技術稱之為轉基因技術***Transgene technology***。人們常說的“遺傳工程”、“基因工程”、“遺傳轉化”均為轉基因的同義詞。如今，改變動植物性狀的人工技術往往被稱為轉基因技術***狹義***，而對微生物的操作則一般被稱為遺傳工程技術***狹義***。

　　經轉基因技術修飾的生物體在媒體上常被稱為“遺傳修飾過的生物體”***Genetically modified organism，簡稱GMO***。

　　自然轉基因

　　不是人為導向的，自然界裡動物、植物或微生物自主形成的轉基因現象，例如慢病毒載體 裡的乙型肝炎病毒DNA整合到人精子細胞染色體上、噬菌體將自己DNA的插入到溶源細胞DNA上，農桿菌 和 花椰菜花葉病毒***CMV***等。

　　植物轉基因

　　植物轉基因是基因組中含有外源基因的植物。它可通過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得，有可能改變植物的某些遺傳特性，培育高產、優質、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽鹼、抗除草劑等的作物新品種，如玉米稻 、北極鱷梨、轉基因三倍體毛白楊。而且可用轉基因植物或離體培養的細胞，來生產外源基因的表達產物，如人的生長激素、胰島素、干擾素、白介素2、表皮生長因子、乙型肝炎疫苗等基因已在轉基因植物中得到表達。

　　動物轉基因

　　動物轉基因就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計，通過細胞融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因匯入精子、卵細胞或受精卵，再以生殖工程技術，有可能育成轉基因動物。

　　通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移，可能育成生長週期短，產仔、生蛋多和泌乳量高，轉基因超級鼠比普通老鼠大約一倍。生產的肉類、皮毛品質與加工效能好，並具有抗病性，已在牛、羊、豬、雞、魚等家養動物中取得一定成果。

　　但由於轉基因動物受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響，其有性生殖後代變異較大，難以形成穩定遺傳的轉基因品系。因而，嘗試將外源基因匯入線粒體，再送入受精卵中，由於線粒體的細胞質遺傳，其有性後代可能全都是轉基因個體，從而解決這一問題。

　　微生物重組

　　在所有轉基因技術中，以微生物基因重組技術應用最為寬泛和常見。

　　與動植物不同的是，微生物重組技術通常需要用到專門的重組基因載體——質粒。質粒是一種細胞質遺傳因子，因此具有不穩定的遺傳特性。但相比於動植物，微生物重組技術具有周期短、效果顯著、控制性強的特點，因而廣泛應用於生物醫藥和酶製劑行業。經過多年的理論奠基，現已在微生物領域中開發出酵母表達系統、大腸桿菌表達系統和絲狀真菌表達系統，其中畢赤酵母表達系統和大腸桿菌表達系統最受歡迎，具有表達效率高***外源蛋白佔細胞總蛋白的10%至40%***、生產成本低的特點，一般常見的諸如胰島素、白細胞介素、α-高溫澱粉酶、重組人p53腺病毒注射液、啤酒酵母乙肝疫苗、抗生素、飼料用木聚糖酶、殼聚糖酶等都由這兩種表達系統生產的。

　　轉基因技術的原理

　　轉基因技術的原理是將人工分離和修飾過的優質基因，匯入到生物體基因組中，從而達到改造生物的目的。由於匯入基因的表達，引起生物體的性狀，可遺傳的修飾改變，這一技術稱之為人工轉基因技術***Transgene technology***。

　　人工轉基因技術就是把一個生物體的基因轉移到另一個生物體DNA中的生物技術。具有不確定性。常用的方法和工具包括顯微注射、基因槍、電破法、脂質體等。轉基因最初用於研究基因的功能，即把外源基因匯入受體生物體基因組內***一般為模式生物，如擬南芥或斑馬魚等***，觀察生物體表現出的性狀，達到揭示基因功能的目的。

　　植物

　　轉基因植物是基因組中含有外源基因的植物。通過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得，改變植物的某些遺傳特性，培育優質新品種，或生產外源基因的表達產物，如胰島素等。

　　在過去的二十年裡，隨著分子生物學各領域的不斷髮展，植物基因的分離、基因工程載體的構建、細胞的基因轉化、轉化細胞的組織培養、植株再生及外源基因表達的檢測等各項技術日趨成熟和完善，有關植物基因工程的研究日新月異，許多以前根本不可能的基因轉化工作在越來越多的植物上獲得成功。

　　研究轉基因植物的主要目的是提高多肽或工業用酶的產量，改善食品質量，提高農作物對蟲害及病原體的抵抗力。常規的藥用蛋白大部分是利用生化的方法提取或微生物發酵獲得的，這類活性物質一般在活細胞中含量甚微，且提取過程複雜，成本高，遠遠滿足不了社會的需要。應用轉基因植物來生產這些藥用蛋白，包括疫苗、抗體、干擾素等細胞因子，可以利用植物大田栽種的方式大量生產，大幅度降低生產成本，提高產量，還可以獲得常規手段無法獲得的藥物。

　　利用植物來生產疫苗的最大優點是他可以作為食品直介面服。通過各種植物轉基因技術將多臺疫苗基因轉入植物，從而得到表達多肽疫苗的轉基因植物。隨著抗體基因工程能將抗體基因***從小的活性單位到完整抗體的重、輕鏈基因***從單抗雜交瘤中分離出來，人們就開始想辦法利用轉基因植物來表達這些抗體。

　　***Hiatt將鼠雜交瘤細胞產生的抗體基因轉入菸草細胞獲得了植物抗體，並且發現植物抗體具有雜交瘤來源抗體同樣的抗原結合能力，既有功能性。在這之後，全長抗體、單域抗體和單鏈抗體在轉基因植物中均獲得成功表達。用植物抗體進行區域性免疫治療將是一個引人矚目的領域，應用高親和性抗體進行區域性治療可以治癒齲齒及其它一些常見病。植物轉基因可獲得更多的新品種，蔬菜，水果，花卉都能夠在保留其優良品質的情況下優化。

　　動物

　　人工轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計，融合重組細胞、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因匯入精子、卵細胞或受精卵，再以生殖工程技術，有可能育成轉基因動物。

　　通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉精基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移，可能育成優良的可養殖品種。

　　基因動物是指用實驗匯入的方法將外源基因在染色體基因內穩定整合並能穩定表達的一類動物。1974年，Jaenisch應用顯微注射法，在世界上首次成功地獲得了SV40DNA轉基因小鼠。其後，Costantini將兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵，使受精卵發育成小鼠，表達出了兔β-珠蛋白;Palmiter等把大鼠的生長激素基因導人小鼠受精卵內，獲得“超級”小鼠;Church獲得了首例轉基因牛。到目前為止，人們已經成功地獲得了轉基因鼠、雞、山羊、豬、綿羊、牛、蛙以及多種轉基因魚。

　　還可將轉基因動物作為生物工廠***Biofactories***，包括，乳腺生物反應器和輸卵管生物反應器等，如以轉基因小鼠生產凝血因子IX、組織型血纖維溶酶原啟用因子***t-PA***、白細胞介素2、α1-抗胰蛋白酶，以轉基因綿羊生產人的α1-抗胰蛋白酶，以轉基因山羊、奶牛生產LAt-PA，以轉基因豬生產人血紅蛋白等，這些基因產品具有高效、優質、廉價與相應的人體蛋白具有同樣的生物活性，且多隨乳汁分泌，便於分離純化，基於系統生物學的發展，轉基因系統生物技術-合成生物學成為不僅單基因而且多基因乃至基因組設計、合成與轉基因的新一代生物技術。

　　但由於人工轉基因動物，它們受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響，其有性生殖後代變異較大，難以形成穩定遺傳的轉基因品系。因而，嘗試從受體動物細胞中分離出線粒體，以外源基因對其進行離體轉化，再將人工轉基因線粒體匯入受精卵，所發育成的人工轉基因動物，雌性個體外培養的卵細胞與任一雄性個體交配或體外人工受精，由於線粒體的細胞質遺傳，其有性後代可能全都是人工轉基因個體。

轉基因技術原理