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基因工程,又称基因拼接技术和DNA重组技术,是指以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
基因工程具有跨物种性和无性扩增外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖,外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。
扩展资料?
基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。基因工程在20世纪取得的进展主要表现在转基因动植物和克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使动植物具有原先没有的全新性状。
1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。基因工程具有两个重要特征:
1、外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系。
2、一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。
百度百科-基因工程
基因工程学是由谁创立的?它的创立主要历经了什么过程呢?
基因工程,又称基因拼接技术或DNA重组技术,是一种在分子水平上对遗传物质进行操作和改造的先进生物技术。它利用生物化学、分子生物学、遗传学和信息学等原理和方法,按照人们的需求,对生物的遗传基因进行改造和重新组合,以改变生物的性状、创造新的生物类型和生物产品。
基因工程的基本过程通常包括以下几个步骤:
1.目的基因的获取:首先需要从生物体中分离出目的基因,该基因可以是具有特定功能的基因,也可以是控制特定性状的基因。分离目的基因的方法包括从生物体的基因组中直接分离,或者通过聚合酶链反应(PCR)等技术进行扩增。
2.基因表达载体的构建:为了将目的基因引入受体细胞,需要将其插入到一个特殊的DNA分子(称为表达载体)中。表达载体通常包含一个启动子,一个终止子,以及一个复制原点等元件。启动子是控制基因表达的区域,终止子是终止转录的区域,复制原点则是保证载体在受体细胞中自主复制的序列。
3.受体细胞的选择和准备:为了将目的基因导入受体细胞,需要选择合适的受体细胞。受体细胞可以是细菌、酵母、动物细胞或植物细胞等。在导入基因之前,需要对受体细胞进行预处理,使其处于一种能够接受外源DNA的状态。
4.基因转移:将构建好的表达载体和目的基因导入受体细胞中。导入的方法包括钙磷酸盐转染、电穿孔、显微注射等技术。
5.筛选和鉴定:导入基因后,需要对受体细胞进行筛选和鉴定,以确保导入成功并表达出所需的性状。筛选和鉴定的方法包括抗性筛选、分子检测和生化分析等。
6.基因产物的表达和纯化:如果导入的目的基因在受体细胞中成功表达,需要通过适当的方法将基因产物表达和纯化。表达和纯化的方法取决于基因产物的性质和用途,包括发酵、细胞破碎、离心、层析等技术。
基因工程在医学、农业、工业和环境等领域具有广泛的应用前景。例如,基因工程在医学上可以用于基因治疗,通过导入正常的基因来替代或修复缺陷基因;在农业上,可以通过转基因技术提高作物的抗病性、抗虫性和抗逆性;在工业上,可以利用基因工程生产有价值的生物制品,如药物、酶和工业用蛋白等;在环境保护方面,基因工程可以用于生物修复,通过导入降解污染物的基因来提高生物对污染物的降解能力。
基因工程是波兰遗传学家斯吉巴尔斯基提出。首先确定了遗传信息的携带者,即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质,从而明确了遗传的物质基础问题;不久之后就揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和传递的问题;之后相继提出了中心法则和操纵子学说,并成功的破译了遗传密码,从而阐明了遗传信息的流向和表达问题。
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