关于基因论文范文例文,与人造忠良――基因工程相关本科论文开题报告

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基因工程:全人类的私人

解释清楚基因工程很困难,不过理解基因工程可以先从最近在网上流行的一个叫“2048”的小游戏说起.这个游戏很简单,你需要移动在一个4×4的方格里不断生成的数字2或4,让它们合并产生更大的数,直到最后合并出2048.这个游戏让很多人爱不释手,一开始玩就根本停不下来.不过,有人玩着玩着就觉得,光是数字未免太枯燥了,如果能把数字换成别的什么,比如中国的朝代(两个商可以拼成一个周,两个周可以拼成一个秦),或是从古到今的哲学家的头像(两个柏拉图可以拼成一个亚里士多德,两个亚里士多德可以拼成一个笛卡儿),那就更带劲儿了.这个游戏是用Java语言编写的,所以只要通过修改程序源代码就可以实现上面那样的替换,甚至做出像三维版、六角形版之类更有创新性的版本.我自己摸索着制作了一个“植物分类学”(两个亚种合成一个种,两个种合成一个系,等等)版2048,通过DIY来私人 合乎自己心意的游戏模块,游戏就变得更加有趣了.

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基因工程的原理和改编2048游戏源代码相似,都是 所需的特殊功能.生物体基因里的遗传 描绘出了每一种生物的形态和习性―比如合成某种化学物质的能力.如果我们能像修改游戏代码一样修改生物的基因,那就可能通过DIY的方法把生物改造成我们想要的样子.当然,就像能够对2048随心所欲地进行改造的人未必能改得了大型游戏《仙剑奇侠传5》(假如这个游戏的源代码能公开的话)一样,人们在没有完全弄懂生物基因调控的全部奥秘之前,也只能先摸索着对生物进行一些基因改造工作,其中遗传 较为简单的微生物相对来说是比较好改造的.


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剪刀胶水凑基因

除了一部分病毒之外,生物的遗传信息总是储存在DNA之上.要想对生物进行基因改造,首先你得学会怎么修改DNA,就像要修改游戏的话,首先得学会用编辑器调出源代码一样.DNA分子犹如一条写着长长的遗传 的纸带,要修改其上的遗传 ,必须先在指定位置把这条纸带剪开,插入一段新纸带或用一段新纸带替换掉一段旧纸带之后,再把它们重新粘起来.1970年,美国生物学家哈密尔顿史密斯(Hamilton O. Smith)和他的学生肯特威尔考克斯(Kent W. Wilcox)发现了第一种能够在特定的序列处把DNA切断的酶,这就是DNA限制酶.后来科学家又陆续得到了几百种DNA限制酶,可以识别数十种不同的DNA序列,被称为能剪断DNA的“魔法剪刀”.在此之前的1967年,还有三个实验室同时发现了DNA连接酶,可以把断开的DNA粘起来,堪称 “魔法胶水”.

有了剪刀和胶水,人类就可以按自己的意图对DNA进行各种各样的拼接了.1972年,美国的保罗伯格(Paul Berg)等人把一种噬菌体的基因剪下来,插到了另一种叫SV40的病毒的DNA里(同时剪切插入的还有大肠杆菌的一套基因),这样就第一次制造出了人工拼接的DNA.伯格本来想用这种插入新基因的病毒感染大肠杆菌,检验它是否能够繁殖――如果感染成功,就表明插入的噬菌体基因发挥了作用.但是,由于担心这种半人造的病毒泄露到实验室外面,造成不可控的后果,伯格放弃了这个打算,把它们全都销毁了.

1973年,美国的斯坦利科恩(Stanley Cohen)等人则在试管中把两个能抵挡抗生素的基因拼接到细菌和真菌特有的一种叫“质粒”的环形DNA分子里面,又把拼接后的质粒放回大肠杆菌体内.正如他们所期待的,这些拼接的质粒不但可以像原来一样正常地复制,还让原来不耐那种抗生素的大肠杆菌有了抗药性.这就是人类历史上最早的基因工程.后来,伯格获得了1980年的诺贝尔化学奖,科恩则获得了1986年的诺贝尔生理医学奖.

有了这些成功的先例,把细菌改造成药物生产车间的技术便水到渠成了,只要像科恩往大肠杆菌的DNA里插入抗药性基因一样,把能够生产药物的基因插入微生物的DNA中,获得重组DNA,并且保证插入的基因能够正常运行就可以了.

生物制药初献艺

用基因工程生产的最早的两种药物,一种是重组人胰岛素,另一种是重组人生长激素.胰岛素是由胰岛分泌的一种激素,功能是促进细胞分解葡萄糖.如果胰岛细胞受到损害,不能分泌足量胰岛素,那么人体血糖含量就会升高,多余的血糖会进入尿中,这就是I型糖尿病.糖尿病是一种对人体危害很大的慢性病,对于I型糖尿病患者来说,注射胰岛素显然是最有效的疗法.但是,人体内的胰岛素含量极少,以前的人们只能从猪、牛的胰腺中提取胰岛素作为代用品.从几十千克的动物胰腺中只能提取1克胰岛素,其价格之昂贵可想而知.而且,动物胰岛素的药效也远不如人胰岛素.比起胰岛素来,另一种叫生长激素的药物价格曾经更加昂贵.这种激素是由人的脑垂体分泌的,主要作用之一是促进儿童身体生长,因此可以用来治疗一种叫“垂体性侏儒症”的遗传病(这种病的患者垂体不能分泌足量的生长激素,结果造成身体发育缓慢,个头矮小).可是,生长激素只能从人体内获取,要得到1克生长激素,需要几十具尸体的

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脑垂体.更恐怖的是,1983~1985年间,法国有约2000名侏儒症儿童注射了同一牌子的生长激素,其中有一百多人死于克-雅二氏症,这正是因为生长激素在提取过程中不慎被朊病毒污染而造成的.


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因此,基因工程的出现大大帮助了这两种激素的生产.1978年,用大肠杆菌生产的重组人胰岛素宣告成功;1979年,用大肠杆菌生产重组人生长激素的梦想也实现了.用基因工程技术生产的这两种激素在1982年和1985年先后进入市场,原本供不应求、价格高昂的药物,现在终于变得货源充足、质量可控,而且连普通人也承受得起.

除此之外,通过微生物基因工程生产的药物还有促卵泡素、凝血因子、血清白蛋白、白介素、干扰素等,这些药物可以用于治疗像血友病这样的遗传病,或是恶性肿瘤、肝炎这样的重症.当然,和我们关系最密切的基因工程药物还是疫苗,比如现在的乙型肝炎疫苗就是用工程酵母菌生产的重组疫苗.

风口浪尖转基因

基因工程不仅用在微生物改造上,也可以用于改造更高等的动植物,这就是俗称的“转基因动植物”.尽管转基因植物的研发已经比较成熟,用于农业生产已经有20多年历史了,而转基因鲑鱼之类的转基因动物也通过了安全检验准备上市,但是因为种种原因,很多人对这些被基因工程改造的高等生物心存疑虑,这就影响了转基因动植物在社会上的接受度.相比之下,商业化更早的转基因微生物工程算是幸运地经过了舆论的考验.

然而,科学家还一直希望用微生物基因工程来做更多的事情,比如用来合成生物汽油缓解能源危机.改造后的微生物还可能用来降解油污、二英、塑料等平常在自然环境中很难降解的污染物.当然,和转基因动植物相同,即使这些技术开发成功,它们也只会在被民众普遍接受之后才可能得到广泛应用.

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