生命科學(xué)前沿課程論文

《生命科學(xué)前沿》課程論文基因工程技術(shù)班級：，，，，，，，，，，姓名：，，，，，，，，，學(xué)號：，，，，，，，，，，，，，，基因工程技術(shù)【摘要】基因工程是一項(xiàng)很精密的尖端生物技術(shù)。可以把某一生物的基因轉(zhuǎn)殖送入另一種細(xì)胞中，甚至可把細(xì)菌、動植物的基因互換。當(dāng)某一基因進(jìn)入另一種細(xì)胞，就會改變這個細(xì)胞的某種功能?；蚬こ虒τ谌祟惖睦滓恢笔莻€爭議的問題，主要是這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造出原本自然界不存在的重組基因。但它為醫(yī)藥界帶來新希望，在農(nóng)業(yè)上提高產(chǎn)量改良作物，也可對環(huán)境污染、能源危機(jī)提供解決之道，甚至可用在犯罪案件的偵查。但它亦引起很大的憂慮與關(guān)切。當(dāng)此科技由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移至大規(guī)模醫(yī)藥應(yīng)用或商業(yè)生產(chǎn)時，我們?nèi)绾卧u估它的安全性？此項(xiàng)技術(shù)是否可能因?yàn)槿藶槭Э兀炊：θ祟惤】挡⑵茐拇笞匀簧鷳B(tài)平衡？【關(guān)鍵詞】

基因工程

醫(yī)療

遺傳疾病

生物技術(shù)

【正文】基因工程技術(shù)的研究意義，和在實(shí)際生產(chǎn)生活中的意義。1，基因工程可用來篩檢及治療遺傳疾病。遺傳疾病乃是由于父或母帶有錯誤的基因。基因篩檢法可以快速診斷基因密碼的錯誤；基因治療法則是用基因工程技術(shù)來治療這類疾病。產(chǎn)前基因篩檢可以診斷胎兒是否帶有遺傳疾病，這種篩檢法甚至可以診斷試管內(nèi)受精的胚胎，早至只有兩天大，尚在八個細(xì)胞階段的試管胚胎。做法是將其中之一個細(xì)胞取出，抽取DNA，偵測其基因是否正常，再決定是否把此胚胎植入母親的子宮發(fā)育。胎兒性別同時也可測知。但是廣泛的基因篩檢將會引起一連串的社會問題。如果有人接受基因篩檢，發(fā)現(xiàn)在某個年齡將因某種病死亡，勢必將會極度改變他的人生觀。雖然基因篩檢可幫助醫(yī)生更早期更有效地治療病人，但可能妨礙他的未來生活就業(yè)。譬如人壽保險公司將會要求客戶提供家族健康數(shù)據(jù)，如心臟病、糖尿病、乳癌等，而針對高危險群家族成員設(shè)定較高的保費(fèi)。保險公司可由基因篩檢資料預(yù)知客戶的預(yù)估壽命。這些人可能因而得不到保險的照顧，也可能使這些人被公司老板提早解聘。2．基因工程配合生殖科技——全人類的震撼基因篩檢并不改變?nèi)说倪z傳組成，但基因治療則會?？茖W(xué)家正努力改變遺傳病人的錯誤基因，把好的基因送入其中以糾正錯誤。因?yàn)檫@是在操作生命的基本問題，必須格外小心。首先須劃分醫(yī)療及非醫(yī)療的行為。醫(yī)療行為目的在治病，非醫(yī)療者如想提高孩子的身高、智慧等。選擇胎兒性別也是非醫(yī)療行為，不能被接受，但是遇到某些性連遺傳的疾病，選擇胎兒的性別就是可被接受的醫(yī)療行為。另一項(xiàng)須區(qū)分的，就是體細(xì)胞（somaticcell）或生殖細(xì)胞（germ-linecell）的基因操作。體細(xì)胞的基因操作只影響身體的體細(xì)胞，不影響后代。但卵子、精子等生殖細(xì)胞之基因操作，會直接影響后代，目前基因工程禁止直接用在生殖細(xì)胞上。3．基因治療法——遺傳病人的福音目前醫(yī)學(xué)界正在臨床試驗(yàn)多種遺傳病的基因治療法。最早采用基因治療的是一種先天免疫缺乏癥，又稱氣泡男孩癥（bubble-boydisease），患病嬰幼童因?yàn)橄倜摪罚╝denosinedeaminase）基因有缺陷，骨髓不能制造正常白血球發(fā)揮免疫功能，必須生活在與外界完全隔離的空氣罩內(nèi)。最新的治療法是由病人骨髓分離出白血球的干細(xì)胞，把正常的酵素基因接在經(jīng)過改造不具毒性的反錄病毒（retrovirus），藉此病毒送入白血球干細(xì)胞，再將干細(xì)胞送回病人體內(nèi)，則病人可產(chǎn)生健康的白血球獲得免疫功能。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)，在美國的女病童證明很成功。另一種較便捷的治療法亦在實(shí)驗(yàn)中，纖維性囊腫（cysticfibrosis）在英國平均每兩千人中就有一人罹患此癥。病人無法制造形成細(xì)胞膜氯離子通道的蛋白。此蛋白分布于分泌性細(xì)胞的胞膜上，控制氯離子的運(yùn)輸，使黏液暢通。病人體內(nèi)因缺乏此蛋白，體內(nèi)濃黏液堆積阻塞肺部通道，甚至發(fā)炎死亡。為了治療此病，目前正在發(fā)展新方法，將正?；蚣尤腱F狀噴劑中，病人可借著吸入噴劑，使基因進(jìn)入肺細(xì)胞產(chǎn)生蛋白，達(dá)到治療目的。4．農(nóng)林漁牧的應(yīng)用——生態(tài)環(huán)保的顧慮目前全世界正重視發(fā)展永續(xù)性農(nóng)業(yè)（sustainableagriculture），希望農(nóng)業(yè)除了具有經(jīng)濟(jì)效益，還要生生不息，不破壞生態(tài)環(huán)境。基因工程正可幫忙解決這類問題?；蚬こ炭梢愿牧嫁r(nóng)糧作物的營養(yǎng)成分或增強(qiáng)抗病抗蟲特性。可以增加畜禽類的生長速率、牛羊的泌乳量、改良肉質(zhì)及脂肪含量等。英國愛丁堡科學(xué)家已經(jīng)可以使綿羊分泌含有人類抗胰蛋白（α-1-antitryspin）的羊奶?？挂鹊鞍卓梢灾委熯z傳性肺氣腫，價格很昂貴。若以后能由羊奶大量制造，將變得很便宜。但是目前以基因工程開發(fā)培育基因轉(zhuǎn)殖綿羊的過程，仍是很費(fèi)時費(fèi)錢的?；蜣D(zhuǎn)殖的細(xì)菌用處也很大，如改造細(xì)菌可以消化垃圾廢紙，而這些細(xì)菌又可成為一種蛋白質(zhì)的營養(yǎng)來源?；蜣D(zhuǎn)殖的細(xì)菌可帶有人類基因，以生產(chǎn)醫(yī)療用的胰島素及生長激素等。其實(shí)基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，在某些方面而言并不稀奇。自古以來，人們即努力而有計劃地進(jìn)行育種，譬如一個新種小麥，乃是經(jīng)過上千代重復(fù)雜交育成的。目前的小麥含有許多源自野生黑麥的基因。農(nóng)人早在基因工程技術(shù)發(fā)明以前，就知道將基因由一種生物轉(zhuǎn)移至另一生物。傳統(tǒng)的育種也可大量提高產(chǎn)量。但是傳統(tǒng)的育種過程緩慢，結(jié)果常常難以預(yù)料?；蚬こ炭蛇x擇特定基因送入生物體內(nèi)，大大提高育種效率，更可把基因送入分類上相差很遠(yuǎn)的生物，這是傳統(tǒng)的育種做不到的。不久，在美國即將有基因工程培育出來的西紅柿要上市了。這種西紅柿含有反意基因（antisensegene），能使西紅柿成熟時不會變軟易爛。基因工程也生產(chǎn)抗病抗蟲作物，使作物本身制造出“殺蟲劑”。如此農(nóng)夫就不需費(fèi)力噴灑農(nóng)藥，使我們有健康的生活環(huán)境。也可培育出抗旱耐鹽作物以適合生長在惡劣的環(huán)境下，如此可克服第三世界的糧食短缺問題。但是，會產(chǎn)生“殺蟲劑”的作物，也可能對大環(huán)境有害，它們或許會殺死不可預(yù)期的益蟲，影響昆蟲生態(tài)的平衡。在高鹽的沼澤地種植基因工程育成的作物，可能會干擾了生態(tài)系統(tǒng)。假如熱帶作物改造得可以于溫帶地區(qū)生長，可能會嚴(yán)重傷害開發(fā)中國家的經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檗r(nóng)作物水果的輸出是他們的主要收入。最近更逐漸發(fā)現(xiàn)危害作物的害蟲，已經(jīng)慢慢地演化，以抵抗基因轉(zhuǎn)殖作物所產(chǎn)生的「殺蟲劑」了?；蚬こ膛嘤聂~，也引起一連串的問題。目前已送兩個基因到鯉魚中，一是生長激素，一是抗凍蛋白（antifreezeprotein）。若有人不小心或刻意地把這些魚放入自然環(huán)境的河、湖中，將會嚴(yán)重影響自然界的魚群生態(tài)。5．基因轉(zhuǎn)殖動物——愛護(hù)動物人士的關(guān)切基因轉(zhuǎn)殖動物對于生物醫(yī)學(xué)研究，真是一大恩賜?？茖W(xué)家現(xiàn)在可將基因送入實(shí)驗(yàn)室的老鼠，以研究基因的表達(dá)調(diào)控功能。也可以把實(shí)驗(yàn)動物的某個基因刻意破壞，培育出患有類似人類遺傳疾病的動物，以利治療方法的探討。美國一家公司已經(jīng)培育出一種基因轉(zhuǎn)殖老鼠，它在數(shù)個月大時會長出癌瘤，此項(xiàng)發(fā)明正在申請專利。但是愛護(hù)動物人士已表示嚴(yán)重關(guān)切，他們認(rèn)為應(yīng)該限制基因工程技術(shù)如此折磨虐待實(shí)驗(yàn)動物。二，未來的發(fā)展應(yīng)用重組DNA技術(shù)培育具有改良性狀的糧食作物的工作已初見成效。這方面的工作按其發(fā)展水平可以分為二個不同的階段：第一階段，主要集中于有重要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)意義的目的基因的分離與改造：第二階段的主要目標(biāo)是培育出具有改良的重要經(jīng)濟(jì)性狀的工程植株；第三階段的發(fā)展方向是培育出具有生物反應(yīng)器功能的工程植株?，F(xiàn)在已經(jīng)培育成功了一批分別具有抗病、抗蟲和抗除草劑性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。例如，應(yīng)用反義RNA技術(shù)培育成功的具有耐貯藏的轉(zhuǎn)基因西紅柿已開始在美國投放市場。利用植物合成微生物甚至哺乳動物的一些特殊蛋白質(zhì)，例如干擾素、人血清蛋白等也已有—些成功的報道。從理論上講，在將來還有可能通過轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)更多的藥用蛋白質(zhì)。我們有理由相信，重組DNA技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，是具有光輝的前景的。重組DNA技術(shù)的一個顯著特點(diǎn)是，它注往可以使一個生物獲得與之固有性狀完全無關(guān)的新功能，從而引起生物技術(shù)學(xué)發(fā)生革命性的變革，使人們可以在大雖擴(kuò)增的細(xì)胞中生產(chǎn)哺乳動物的蛋白質(zhì)，其意義無疑是相當(dāng)重大的。將控制這些藥物合成的目的基因克隆出來，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌或其它生物體內(nèi)進(jìn)行有效的表達(dá)，于是就可以方便地提取到大量的有用藥物。目前在這個領(lǐng)域中已經(jīng)取得了許多成功的事例，其中最突出的要數(shù)重組胰島素的生產(chǎn)。重組DNA技術(shù)還有力地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展。它的影響所及有疾病的臨床診斷、遺傳病的基因治療、新型疫苗的研制以及癌癥和艾滋病的研究等諸多科學(xué)，并且均已取得了相當(dāng)?shù)某删?。早在基因工程剛剛誕生的時候，它就被迅速地應(yīng)用于腫瘤發(fā)生和細(xì)胞癌變理論的研究，為腫瘤診斷、藥物治療、腫瘤轉(zhuǎn)移及其預(yù)防等提供了有效的新手段。這方面的重要突破是發(fā)現(xiàn)了致癌基因，弄清了腫瘤的起因?，F(xiàn)在一些靠傳統(tǒng)的接種疫苗無法預(yù)防的疾病，正在通過基因克隆技術(shù)發(fā)展有效的新型疫苗。還有一些遺傳疾病如今已能在胎兒身上得到診斷，而且有希望使囊性纖維化、乳腺癌以及其它一些嚴(yán)重危害人類的疾病，在不久的將來得到有效的治療?！窘Y(jié)語】對基因工程領(lǐng)域的思考1.對環(huán)境的影響重新組合一種在自然見尚未發(fā)現(xiàn)的的生物性狀有可能給現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境帶來不良影響。2.新型病毒的出現(xiàn)制造帶有抗生素抗性基因或有產(chǎn)生病毒能力的基因的新型微生物有可能在人類或其它生物體內(nèi)傳播。3.癌癥擴(kuò)散將腫瘤病毒或其它動物病毒的DNA引入細(xì)菌有可能擴(kuò)大癌癥的發(fā)生范圍。4.人造生物擴(kuò)散新組成的重組DNA生物體的意外擴(kuò)散可能會出現(xiàn)不同程度的潛在危險。5.公眾的擔(dān)憂1973年美國的公眾第一次公開表示擔(dān)心應(yīng)用重組DNA技術(shù)可能會培養(yǎng)出具有潛在危險性的新型微生物，從而給人類帶來難以預(yù)料的后果。6.專家的態(tài)度1974年美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）考慮到重組DNA的潛在危險，提請PaulBerg博士組成一個重組DNA咨詢委員會。7.制定安全規(guī)則1976年6月23日，NIH正式公布了“重組DNA研究的安全準(zhǔn)則”。8.基因工程的安全措施由于同一地區(qū)只種一種作物,造成抗性基因?qū)Ｒ换?使得抗性基因所不能對付的病蟲害暴發(fā),從而造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模商業(yè)種植可能會導(dǎo)致被轉(zhuǎn)移基因在自然生態(tài)系統(tǒng)中的廣泛流動,還可能波及到非目標(biāo)生物,從而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重破壞。此外,基因工程技術(shù)生物的推廣將使數(shù)以千計的品種被淘汰,導(dǎo)致自然界一些食物鏈切斷,生態(tài)平衡破壞。專家認(rèn)為,經(jīng)一二十年后,雜草、蟲害和病菌適應(yīng)了環(huán)境,使基因工程作物的抗性喪失,則這些特性有可能轉(zhuǎn)給雜草昆蟲病菌或某些動物,產(chǎn)生超級雜草、超級害蟲、超級細(xì)菌和超級病毒,從而給人類及生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因食品和藥品要進(jìn)入市場，必須進(jìn)行消費(fèi)安全性評價。消費(fèi)安全評價一般要考慮以下一些主要的方面：9.導(dǎo)人的外源目標(biāo)基因本身編碼的產(chǎn)物是否安全，例如用某些細(xì)菌的殺蟲基因所培育的轉(zhuǎn)基因殺蟲作物中，殺蟲基因所編碼的產(chǎn)物是否會對人類產(chǎn)生毒性作用等；10.外源目標(biāo)基因是否穩(wěn)定，在新的生理?xiàng)l件下和基因環(huán)境里，導(dǎo)人的外源目標(biāo)基因會不會產(chǎn)生對人體健康有害的突變；使用的載體是否安全，載體本身是否會編碼對人體有害的產(chǎn)物，例如用于人類的基因工程產(chǎn)品一般是應(yīng)避免使用病毒作為基因載體的；在使用了選擇和報道基因的情況下，這些基因是否會產(chǎn)生有害的物質(zhì)，例如用抗生素作為選擇標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因食品，是否會在食用后使人產(chǎn)生對抗生素的抗性；外源基因?qū)牒笫欠駮T導(dǎo)受體生物產(chǎn)生新的有害遺傳性狀或不利于健康的成分等等問題都是我們今后要考慮和擔(dān)憂的?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】《工業(yè)微生物》2001年01期德國醫(yī)藥創(chuàng)新中心有限公司上海代表處【2】《生物工程學(xué)報》2002年04期中