基因工程论文 2009-12-28 10:59关键词：先进、互补性、前景、综合国力、造福人类摘要：生物与电子计算机技术的融合是时代的趋势，将开创光明的未来，造福人类。正文：事物正确的发展趋势是与当代最主流的先进事物相融合，从而达到普及，使整个人类向前跨步。自从比尔盖茨建立了微软帝国，开创了个人电脑的时代，世界的全面信息化就变的不可避免。而生物学作为现今最热门及将来最有前途的科学，将不可避免的与电子计算机科学相互融合，互取其长。于1984年7月在联邦德国西柏林召开的第14届国际植物学大会总结了植物学总的三点发展趋势，其中就有“以电子计算机为手段的数学模拟方面的研究和系统分析方面的研究”。生物软件初现雏形。两者的互补性：现 在计算机操作系统及各种软件的运行都是按照一定的程序进行的，而人体的各种新陈代谢也是按照既定的各种程序进行的。而且，就现在来说，人类体内的调控系统，即人类自身具有的在亿万年进化中逐渐接近完美的程序，比起现在的计算机内的程序是有过之而无不及的。它具有更大的可调控性等优势。人类以后计算机的研 制要借鉴生物自身具有的各种调控程序，而这种方面的研究也已经开始，如生物计算机，及对人体大脑的解密而正在研制的智能计算机。相比之下， 人类生物学的研究也离不开电子计算机技术的发展。例如现在生物学的发展已经进入分子生物学时代，而由于电子计算机技术的发展，很多生物科学研究方面的软件也应运而生，它极大地减少了科学家及生物公司技术工人的工作量，提高了效率，增加了收益。例如在基因工程中就会常用到很多生物软件，现简介一种：Omiga 2.0：主要功能：编辑、浏览、蛋白质或核酸序列，分析序列组成。用Clustal. W进行同源序列比较，发现同源区。实现了核酸序列与其互补链之间的转化，序列的拷贝、删找 核酸限制性酶切位点、基元（Motif）及开放阅读框（ORF），设计并评估PCR、测序引物。查找蛋白质解蛋白位点（Proteolytic Sites）、基元、二级结构等。查寻结果可以以图谱及表格的显示，表格设有多种分类显示形式。利用Mange快捷键，用户可以向限制性内切酶、蛋白质或 核酸基元、开放阅读框及蛋白位点等数据库中添加或移去某些信息。每一数据库中都设有多种查寻参数，可供选择使用。用户也可以添加、编辑或自定义某些查寻参数。可从MacVectorTM、Wisconsin PackageTM等数据库中输入或输出序列。另外，该软件还提供了一个很有特色的类似于核酸限制酶分析的蛋白分析，对蛋白进行有关的多肽酶处理后产生多肽片段。实际上，大部分对核酸蛋白的序列分析功能，在Omiga 2.0中都能找到；而且界面非常友好。Omiga作为强大的蛋白质、核酸分析软件，它还兼有引物设计的功能。当然，Omiga还有很多同类软件。如日立软件公司（Hitachi Sofeware Engineering Co.,Ltd.）97年推出的DNASIS 2.5，加拿大的Premier公司开发的Primer Premier 5.0等。发展前景：生物软件具有很有的兼容性，可以支持现在的操作系统。生物软件、芯片具有专利性，是典型的知识经济时代的产物。具有专利性的物品，出卖的是智力，是现在具有知识武装的大学生创业的重要方面。我们来看一组关于生物软件产品的售价：基因芯片综合分析软件ArrayVision 7.0 ：售价6900美元供应BI-2000医学图像分析系统 48000元（人民币）/套显微镜自动平台系统 5800元（人民币）/套Paup 一种功能强大的商业版系统进化分析软件，价值数千美金。由此我们可以看出生物软件是一个相当大的产业，新的产业造就新的财富，新的财富将由新人来获得，而具有生物与电子计算机技术的新一代大学生，无疑将充当这群去创造新财富的新人。意义及作用：当 今世界，国与国之间的竞争，不仅是军事实力的竞争，更是综合国力的竞争。而科学技术的竞争在当今日益知识化信息化的世界显得尤为重要，因而也就成为综合国力竞争中极其重要的方面。生物科学作为现今最热门及将来最有前途的科学，其重要性更是不言而喻。再有，现代社会中，电子计算机已经逐渐占据了主流地位。所 以，生物与计算机的融合是时代的必然。而生物软件就是这两者最直接的结合。所以，生物软件的发展程度是一个国家综合国力的体现，谁如果在这方面领先于世界，那必将引领时代的潮流。反之，谁如果在这方面掉以轻心，将来必受制于人。在当今世界日益重视身体健康的情景下，生物与计算机的结合必将造福人类。由此观之，生物软件的发展是时代的趋势，而我们这一代，将是这趋势的创造者。我们大有前途。基因工程自从诞生以来，就为人类做出了不少贡献，但同时也颇受争议。在这里，我通过举出2005年基因工程在医药学中应用的几个实例，意在说明只要人类能好好利用，基因工程带给人类的将是无尽的福音。 生物技术，信息技术和新材料技术是许多国家的三大重中之重技术，其中生物技术常指现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术，而基因工程技术是现代生物技术的核心技术。 基因工程通常是这样定义的：在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代，这就是基因工程。 基因工程一般包括四个步骤：一是取得符合人们要求的DNA片段，即“目的基因”。被称为“分子剪刀”的“限制性转切酶”可以在DNA分子上找到特定 的“切点”，然后将认准的双链交错切断。自70年代以来，人们已找到400多种形形色色的“分子剪刀”。二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组 DNA。在用同一种“分子剪刀”剪切的两种DNA碎片中加上“分子针线”“DNA连接酶”，就可以把两种DNA片段重新连接起来。三是把重组DNA引 入某种细胞。把“拼接”好的DNA分子运送到受体细胞中去，必须寻找一种分子小、能自由进出细胞，而且在装载了外来的DNA片段后仍能照样复制的运载体。理想的运载体是质粒，因为质粒能自由进出细菌细胞。四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。目的基因的导入过程是肉眼看不到的。因此，要知道导入是否成 功，事先应找到特定的标志。例如我们用一种经过改造的抗四环素质粒PSC100作载体，将一种基因移入自身无抗性的大肠杆菌时，如果基因移入后大肠杆菌不 能被四环素杀死，就说明转入获得成功了。 科学家曾预言，21世纪是基因工程的世纪。基因工程对人类来说，作用是不可估量的，意义是深远的。而基因工程在医药学上的应用，将使人类能作出前所未有的研究和创新。也许，若干年后，因为基因工程的应用，艾滋病、癌症的治疗将不再是医学难题。在这里，我将举出2005年一些基因工程在医药学上应用的实例。 2005年11月12日，据美联社报，加拿大科学家通过改变基因的方法，在实验室内繁殖出了瘦体老鼠。这一研究成果为社会中日益严重的肥胖问题的解决提供了基础。试验过程是这样的：渥太华研究中心的研究人员把老鼠体内相应基因去掉后，让其繁殖。他们发现新生老鼠脂肪只有正常老鼠的一半。而且，这些脂 肪细胞中消耗脂肪并将其转变为热量的褐色脂肪细胞含量相当高。 2005年12月15日，据新华社报，由秦皇岛市科技投资公司、燕山大学及燕山大学环化系李青旺教授带领的研发小组共同建设的转基因动物兔（羊）生产基因工程药物项目，已取得阶段性成果。目前，项目组已成功克隆出了人乳铁蛋白等药物蛋白基因，在原核显微注射和精子载体等基因导入方法基础上又探索了几种新的 导入途径，并取得了重要进展。另外，通过基因工程方法获得的几个重组蛋白表达载体以及乳腺特异表达载体在体外试验均成功表达。本项研究的意义在于：高效表达的重组人乳铁蛋白，可被开发成具有抗菌、抗癌等功能的药品。 同年12月22日我国农业部宣布的“十五”计划以来我国农业科技五大领域涌现出的一批具有自主知识产权的重大科技成果中有一条即为“高致病性禽流感基因工程疫苗研制走在世界前列”。哈尔滨兽医研究所的科学家采用重组DNA技术和反向基因操作技术，在国际上第一个研制成功抗H5N1禽流感病毒的基因工程灭活疫苗和H5亚型禽流感重组禽痘病毒载体疫苗。最近又首次成功研制了新型高致病性禽流感基因工程疫苗，该疫苗同时抗高致病性禽流感和新城疫两种重大病害，安全性更高、使用更方便、成本更低廉。 而以下是中国人民政治协商会议全国委员会办公厅网站上2005年12月28日出现的一条新闻。“英国新科学家杂志最近公布了一个令人振奋的结果，英国格拉斯哥大学布朗研究小组将变异的单纯疱疹活病毒直接注入一位20岁的脑瘤患者头部，产生了奇迹般的治疗效果：该患者头部的肿瘤已完全消失。自 1997年开始，布朗研究小组研究利用现代基因工程技术，使单纯疱疹活病毒发生基因变异，将变异后的病毒注入头部，病毒只在肿瘤细胞内进行复制，却无法影响人体的正常细胞，这一技术在动物实验中表现出良好的安全性。从8年多的临床观察结果来看，试验非常成功。目前，除一人痊愈外，还有一名患者的寿命延长了 8年。由布朗研究小组资助的十字军实验室还准备对神经胶质瘤患者进行临床试验。如果成功，变异的单纯疱疹活病毒将成为首个经过测试、被证实有效治疗肿瘤的病毒。” 以上仅为今年世界科学家在基因工程探索中取得的成绩的几个实例，事实总是胜于雄辩的。由形形色色的基因工程已取得的成绩，我们有理由相信基因工程在现代医学、现代生物学中的意义。尽管对基因工程是非争议一直不断，但我相信，只要人类能够好好利用基因工程的技术，定能创造美好的未来。人类最大的敌人不 是别人，正是自己