克隆的生物基礎與基因工程

基因

　　基因亦稱遺傳因子，是生命遺傳單位，它可通過自我增殖及通過細胞世代、個體世代、一代接一代地正確地把遺傳信息從親代傳給子代。其本質是DNA，作為一個化學實體，它具有一定的核 酸順序。染色體是基因的載體，各種基因呈直線排列在各染色體上。基因在染色體上的位置叫基因座。位于同一條染色體上的各種基因相互連鎖而構成一個連鎖群。人類有24中染色體（22條常染色體加X、Y染色體），故有24個連鎖群。一般，在同一染色體上的所有基因隨此染色體聯合傳給子代。但同一連鎖群的各對等位基因之間，在減數分裂時，可以發生交換，形成新的連鎖關系。

　　不同的基因按其功能可分為三類：（1）結構基因，是決定合成某一種蛋白質分子結構相應的一段DNA，可把攜帶的遺傳信息轉錄給mRNA（信使核糖核酸），再以mRNA為模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白質﹔（2）調節基因，是調節蛋白質合成的基因，能使結構基因在需要某種 時合成某種 ，不需要時，則停止合成，同時它對不同染色體上的結構基因有調節作用﹔（3）操作基因，位于結構基因的一端，是操縱結構基因的基因。當操作基因“開動”時，處于同一染色體上的由它所控制的結構基因就開始轉錄、翻譯和合成蛋白質。當“關閉”時，結構基因就停止轉錄與翻譯。

基因工程

　　基因工程又稱重組DNA工程，是利用重組技朮，在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，對各種生物遺傳基因--DNA進行改造和重新組合，然后導入微生物或真核細胞進行無性繁殖，產生出人類需要的基因產物，或改良、創造出新的物種。

　　DNA是遺傳信息的攜帶者，可指導合成蛋白質。最為常用的DNA重組技朮是將外來基因植入普通實驗用的細菌中。這些外來物質雖不同于母體中的染色體，但它們能夠像染色體中的DNA那樣指導合成蛋白質，并能通過細菌的生殖完成自身再生和代代遺傳。因此，科學家們可通過這種植入外來DNA的方法，得到大量的復制基因。另外還可對植入基因進行操作，改良其分子結構，進而改變原有的遺傳信息。

　　人體細胞中共有23對46條染色體，一條染色體由一條脫氧核糖核酸，即DNA分子組成，DNA又由四種核 酸A、G、T和C排列而成。基因是DNA分子上具有遺傳效應的片段，基因組指的則是一個物種遺傳信息的總和。如果將人體細胞中30億個鹼基的序列全部弄清楚后，如果印成書，以每頁3000個印刷符號計，會有100萬頁，可謂是一部“天書”。正是這部天書構成了整個基因工程的信息基礎，蘊藏著人生的生、老、病、死丰富信息。

　　1968年限制 的發現是基因工程發展過程中具有關鍵意義的一步。1969年美國生物學家Hamilton.O.Smith又發現了II型限制 的存在，它可按位置分離DNA分子（I型限制 只能無規分離DNA分子）。在Smith的工作基礎上，美國生物學家Daniel.Nathans改進了DNA重組技朮，并將II型限制 應用于基因工程。1973年，美國生化學家Stanley.N.Cohen和Herbert.W.Boyer首次將DNA切成段進行重組，然后將這些新的基因植入E.coli菌，進行再生。
　

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