基因工程初探-台中二中全球资讯网.PDF

基因工程初探 篇名 基因工程初探 作者 陳思潔。國立台中二中。二年二十班 1 / 6 基因工程初探 基因工程初探 壹●前言 基因工程是一項新興的技術，因其能利用生物以及改造生物來創造人類的需求， 故其有不可預見的發展潛力。這項技術的研究支配了整個生物學界，在醫療、農 業等方面貢獻甚多，對人類的影響甚大。但基因工程對人類的影響不全然是正面 的，雖然可以從研究裡得知許多有關生物基因的秘密而發展出對人類有益的應 用，但也因其具改造生物基因，創造生命之可能，故其可能有不可預知的副作用。 本文係透過圖書、期刊以及網路上的文章，了解基因工程的應用與影響。 貳●正文 一、何謂基因工程 基因工程又稱作重組DNA 技術，其發展建立在過去四十多年分子生物學的成果 上，是分子生物學之延伸應用。其原理是利用可切割特定DNA 序列的“剪刀” （限 制酵素），將來自不同生物的DNA 切割成數段，再以可連接帶有相同核酸黏合 端序列之不同來源、大小之DNA 片段的「漿糊」（接合酵素），將特殊DNA 片 段與載體（vector ）進行接合，形成重組的DNA ，並將這重組DNA 片段再經基 因轉形方式（transformation ）送入宿主細胞（host ）中，以篩選標幟培養基篩檢 重組核酸之細胞株，以南氏雜交（southern hybridization ）方法來確認外來核酸的 轉殖，經由宿主細胞不斷的分裂，而可持續的複製這DNA 片段。 基因工程技術操作，是將複雜且不同生物基因中，利用生物之核酸合成單位同為 A 、T 、G 及C 四種簡單及相同成份的特性，可使用簡單而相同的生化反應來進 行基因操作，並用於不同生物間作基因之轉殖。其操作時，有四個主要的工具： 01.限制酵素（restriction enzyme ）；02.接合酵素（ligase ）；03.載體（vector ）；04. 宿主細胞（host ）。整個基因工程的技術，實際上也是這四個工具的組合及相互 配合，以達到最佳的基因表現或基因轉殖的目的（註一）。 二、基因工程之應用 基因重組技術在應用上，許多生物技術都是以基因重組技術為基礎，廣泛應用於 農業、醫療、轉殖動物、轉殖植物等領域（註二）。 2 / 6 基因工程初探 01.在醫療方面的應用 基因工程目前最成功的實例在蛋白醫藥上（註三），例如我們可以利用家蠶生產 干擾素。由於人體的干擾素無法大量生產，科學家把製造這種蛋白質的基因，透 過基因重組的技術植入核多角體病毒，然後在家蠶體內增殖病毒，即可獲得大量 的干擾素（註四）。 而在製藥方面，我們可以利用繁衍速度快的生物（例如大腸桿菌）來合成過去利 用化學合成費時費錢的藥物。也就是把已知功能的某段DNA 植入大腸桿菌中， 讓大腸桿菌大量複製並分泌出具有療效的抗生素。此外，我們也可以把基因導入 家畜的受精卵，讓家畜生產出藥劑；或是利用基因重組技術大量製造胰島素以及 人體生長荷爾蒙（註五）。 02.在農作物方面的應用 利用基因重組技術能讓農作物具有抵抗害蟲的能力，我們還可以將能夠製造有毒 殺昆蟲物質的基因植入農作物中，昆蟲吃了之後就會死亡。此外，科學家利用基 因重組的技術，能夠把微生物製成農藥來對付害蟲。 對花卉業者來說，最重要的是如何讓花在長程運輸中保持新鮮而不凋謝，也就是 如何增長花卉的生命。花瓣凋謝的原因涉及花本身生理的變化，這種變化是由荷 爾蒙乙烯來控制，因此，抑制乙烯合成就能保持花的新鮮度。此外，透過基因技 術可更進一步控制花朵的顏色，並且可培育出具有抗蟲、抗病、耐寒和耐旱的各 是花卉（註六）。 03.在其他方面的應用 生物的DNA 常以一定的速度變化著，最近人類學者盛行利用DNA 來探索人類 演化的歷史。根據一些研究的結果推斷，人類可能起源於非洲的尼格羅種人；另 外，運用基因重組技術可讓微生物生產特殊酵素以加強洗滌劑的效力；而操控魚 的染色體可培育出成長迅速且體積大的魚，並可縮短養殖期，達到降低成本的效 益（註七）。 在能源工業方面，基因工