1 前言
生物技术是当今迅速发展的一个高新技术领域,是21世纪最具有发展潜力的新兴产业,它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生物化学工程,其中基因工程发展迅猛,已经成为生物科学领域最有生命力、最引人注目的前沿科学。目前,生物技术已被广泛应用于食品、医药、农业、化工、环保等工业部门,而且随着对生物分子认识水平和改造生物遗传物质手段的提高,生物技术必将为有效解决长期困扰人类的粮食短缺、疑难病症、能源危机、环境污染等问题带来美好的前景。本文拟对基因工程的发展及其食品方面的应用作一阐述。
2 基因工程及其发展
2.1基因工程定义
基因工程(gene engineering)是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖。关于基因工程所使用的术语也还没有很好地统一,常用的还有遗传工程(genetic engineering)、基因操作(gene manipulation)、重组DNA技术(recombinant DNA technique)、基因克隆(gene cloning)和分子克隆(molecular cloning)等。基因工程可以跨越天然物种间的屏障,把来自任何一种生物的基因转移到另一种寄主生物中去进行表达,这样人们就有可能按照自己的主观愿望,去定向改造某种生物的某一性状,创造出新的生物类型。此外,通过基因工程还可以实现DNA小片断的大量扩增,从而为分子生物学研究创造必要的条件。
2.2基因工程发展历史
基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展的基础上逐步发展起来的,现代分子生物学领域理论上的三大发现和技术上的系列发明对基因工程的诞生起了决定性作用。
1857年至1864年,孟德尔(G. Mendel)通过豌豆杂交试验,提出生物体的性状是由遗传因子控制的。1909年,丹麦生物学家约翰生(W. Johannson)首先提出用基因一词来代替G. Mendel的遗传因子。 1910年至1915年,美国遗传学家摩尔根((T. H. Morgan)通过果蝇试验,首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来,创立了基因学说。直到1944年,美国微生物学家埃弗利(O. T. A rery)等通过细菌转化研究,证明基因的载体是DNA而不是蛋白质,从而确立了遗传的物质基础。1953年,美国遗传学家华生((J.Watson)和英国生物学家克里克(F. Crick)揭示DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理,解决了基因的自我复制和传递问题,开辟了分子生物学研究的新时代。之后,1958年克里克确立的中心法则(1971年修改),1961年雅各(F. Ja-cob)和莫诺德(J. Monod)提出的操纵子学说以及所有64种密码子的破译,成功地揭示了遗传信息的流向和表达问题,为基因工程的发展奠定了坚实的理论基础。