生物化學(xué)與分子生物學(xué)/DNA重組與基因工程
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基因工程(geneticengineering)和遺傳工程的英語(yǔ)中是同一個(gè)詞匯。從字面上看,遺傳工程就是按人們的意思去改造生物的遺傳特性、或創(chuàng)建具有新遺傳物性的生物。遺傳是由基因決定的，改建生物的遺傳性，就是改建生物的基因，因此狹義的遺傳工程就是基因工程。
對(duì)多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，基因本質(zhì)是DNA，基因工程就是要改建DNA，涉及DNA序列的重新組合和建造，所以基因工程的核心就是人工的DNA重組（DNa recombination）。
圖20－1 基本工程的基本程序
重組、建造的DNA分子只有純化繁殖才有意義。純的無(wú)性繁殖系統(tǒng)稱為克隆。純化繁殖DNA就稱為DNA克隆或分子克隆，基因的純化繁殖就稱為基因克隆。所以DNA重組和分子克隆是與基因工程密切不可分的，是基因工程技術(shù)的核心和主要組成部分。重組DNA、分子克隆甚至成了基因工程的代名詞。
只有當(dāng)人類對(duì)遺傳現(xiàn)象本質(zhì)和規(guī)律有深入的認(rèn)識(shí)，才能按人類的意志去改造或創(chuàng)建生物的遺傳特性。20世紀(jì)50-60年代分子遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，確定了主要遺傳物質(zhì)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、闡明了遺傳信息傳遞的中心法則、破譯了遺傳密碼，為基因工程奠定了理論基礎(chǔ)；同時(shí)酶學(xué)、細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)的發(fā)展，為基因工程提供了必要的工具。1972-1973年Boyer、Cohn和Berg等創(chuàng)立了DNA克隆技術(shù)，打破了種屬的界限，第一次使本來(lái)只存在于真核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)能夠在大腸桿菌中合成，這是基因工程誕生的里程碑。科學(xué)界公認(rèn)基因工程的出現(xiàn)是20世紀(jì)最重要的科學(xué)成就這一。標(biāo)志人類主動(dòng)改造生物界的能力進(jìn)入新的階段。分子生物學(xué)的成就是DNA重組技術(shù)和基因工程出現(xiàn)和發(fā)展的基礎(chǔ)，而DNA重組技術(shù)和基因工程的發(fā)展又有力地推動(dòng)著分子生物學(xué)的進(jìn)步。
基因工程屬于生物技術(shù)范疇，生物技術(shù)（biotechnology）不是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科而是一套技術(shù)或手段。廣義的生物技術(shù)指任何利用活的生物體或其一部分生產(chǎn)產(chǎn)品或改良生物品質(zhì)的技術(shù)；狹義的生物技術(shù)是專指以DNA重組技術(shù)和單克隆技術(shù)為標(biāo)志發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。如無(wú)特別說(shuō)明，通常生物技術(shù)一詞就專指新的生物技術(shù)而言。一般認(rèn)為這新的生物技術(shù)包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程幾方面的內(nèi)容。基因工程是生物技術(shù)的核心和關(guān)鍵，是主導(dǎo)技術(shù)；細(xì)胞技術(shù)是生物技術(shù)的基礎(chǔ)；酶工程是生物技術(shù)的條件；發(fā)酵工程是生物技術(shù)獲得最終產(chǎn)品的手段，四個(gè)面相互聯(lián)系的。生物技術(shù)是一個(gè)綜合技術(shù)體系，其中基因工程和細(xì)胞融合技術(shù)最為突出。蛋白質(zhì)工程（protein engineering）則是在基因工程基礎(chǔ)上綜合蛋白質(zhì)化學(xué)、蛋白質(zhì)晶體學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)輔助設(shè)計(jì)等知識(shí)和技術(shù)發(fā)展起來(lái)的研究新領(lǐng)域，開創(chuàng)了按人類意愿設(shè)計(jì)和研制人類需要的蛋白質(zhì)的新時(shí)期，被稱為第二代基因工程。
基因工程的基本程序見圖20-1所示。
 基因表達(dá)調(diào)控提要 | 工具酶  |
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