轉基因小解讀

什么是轉基因生物？它們是怎么做成的？

什么是轉基因生物

轉基因生物是指經過基因改造的生物?；蚋脑旒夹g已經問世了幾十年。如果要創造有特定特點的動物或植物，那么基因改造是最有效和最迅捷的方法?；蚋脑炷軐崿F對DNA序列的精確定位改造。因為DNA基本上包含決定著整個生物體的藍圖，所以對DNA的改變也就改變了生物體的某些功能。這一點只有通過過去40年來研發的基因改造技術才能做到，這些技術能直接操縱DNA。

怎樣對生物進行基因改造呢？其實，這是一個很寬泛的問題。生物體可以是植物、動物、真菌或細菌，過去40年來人類對這些生物體中的某些種類實施過基因改造。最早被基因改造的生物體是細菌，改造時間是在20世紀70年代。從那時起，經過基因改造的細菌成為數萬個對動植物進行基因改造的實驗室的得力助手。大多數基本的基因重組和基因改造，都是運用細菌（主要是大腸桿菌的一些變種）來設計、準備和轉移到目標生物體的。

對動物、植物和微生物進行基因改造的基本方法，在概念上很相似。然而，由于動物和植物細胞的差異（例如，植物細胞有細胞壁，動物細胞則沒有），它們的基因改造技術也有差異。

為什么要對一些動植物實施基因改造

轉基因動物主要用于科學研究，經常是用作藥物研發所需的生物系統模型。也有少數轉基因動物的研發是為了商業目的，例如作為寵物的發光魚，以及幫助控制帶菌蚊子的轉基因蚊子。迄今為止，還沒有轉基因動物獲準作為食物來源。隨著豐水鮭魚進入審批階段，這種局面可能會很快改變。

對植物來說，情況則不同。盡管大量對植物的基因改造是為了科研目的，但大多數農作物基因改造的目的卻是為了讓植株具有商業性或社會性的好處。例如，通過基因改造提升植物抗病蟲害或適應惡劣環境（比如寒冷地帶）的能力，從而提高農作物產量。通過基因改造讓植物果實保持成熟期更長，從而延長食物保質期。還可以通過基因改造提升植物的營養價值（比如增加維生素A含量），以及使植物果實不容易霉變?；旧希粌H要通過添加或抑制一個特定基因來讓植物表現所需的特點，而且可以通過對多個基因的管理來實現這一點，但這后一種技術的過程更復雜，迄今尚未運用這種過程創制出具有商業價值的農作物。

什么是基因

在解釋新基因怎樣被引入生物體之前，有必要了解一下什么是基因。你可能知道，基因由DNA組成，而DNA的一部分由4種堿基（ATCG）組成。這些堿基在一個基因的一條DNA鏈上的線性排列，可被視為一種特定蛋白質的編碼。蛋白質是生物大分子，由以不同組合串接在一起的氨基酸組成。當正確組合的氨基酸被連接在一起時，氨基酸鏈折疊成的蛋白質有特定形態和合適的化學特征，這讓蛋白質能執行特定的功能或反應。生物主要由蛋白質組成。有些蛋白質是酶，它們催化化學反應。還有一些蛋白質運輸物質給細胞；另有一些蛋白質充當開關，激活或關閉其他蛋白質或蛋白質聯級。因此，當一個新基因被引入時，它會給予細胞編碼序列，讓細胞制造一種新蛋白質。

細胞怎樣組織基因

在動植物細胞中，幾乎所有DNA長鏈都卷繞成染色體。基因實際上是構成染色體的DNA長序列的小片段。在細胞每一次復制時，所有染色體最先復制。對細胞來說這是最核心的一套指令，每個后代細胞都得到一套復制的指令。因此，為了引入一個新基因，讓細胞制造一種新蛋白質，以賦予一個特定特征，你只需在一條染色體長鏈上插入DNA的一小段。就像其他任何基因一樣，一旦被插入，在任何子細胞復制時，DNA都會被傳給子細胞。事實上，某些類型的DNA可在細胞中獨立于染色體而存在，可使用這些細胞來引入基因，這樣新基因就不會合并到染色體DNA。但使用這種方法，由于染色體未經改造，經過多代復制后，細胞中的新基因會丟失。為了實現永久性、可遺傳的基因改造，例如用于農作物轉基因的基因改造過程，就需要改造染色體。

新基因怎樣被插入

基因工程是指，把一個新的DNA堿基序列（通常對應于整個基因）插入生物體的染色體DNA中。從概念上說這很直截了當，但從技術角度來說卻有點復雜。把具有合適信號的合適DNA序列插到染色體上的合適位置，從而讓細胞識別它是一個基因，并且用它來制造新蛋白質，這當中涉及許多技術細節。在幾乎所有基因工程程序中，有以下4個共同點。

1. 首先，需要一個基因（啟動子）。這意味著需要具有特定堿基序列的DNA分子。以前，使用任何一種很費勁的技術（這樣的技術有多種），這些序列都能從一個生物體直接得到。如今，科學家不再從生物體提取DNA，而是從基本堿基ATCG合成DNA。一旦得到，這個序列就可被插入一段像是一個小染色體的細菌DNA（質粒）。因為細菌復制很快，所以需要多少基因就能制造多少基因。

2. 一旦有了啟動子，就需要把它放到一條DNA鏈上。鏈上的DNA序列必須適合，才能識別新基因，并正確表達它?；旧?，這意味著需要一小段DNA序列，指引細胞表達新基因。

3. 除了插入啟動子之外，經常還需要第二個基因提供選擇標記。第二個基因基本上是一個工具，用它來識別包含啟動子的細胞。

4. 最后，把新DNA（包括啟動子和標記基因）送入生物體的細胞中。這有多種辦法，其中一種是基因槍，它用改造的步槍把包裹了DNA的鎢或金微粒射進細胞內。

對動物細胞來說，有多種轉染介質覆蓋和結合DNA，使DNA穿透細胞膜。另一種常見做法是，把新DNA與經過改造的病毒DNA接合，病毒DNA作為載體，把新基因送進細胞內?？梢杂谜２《镜鞍装涍^改造的病毒DNA，這樣制作的假病毒能感染細胞，將攜帶基因的DNA插入，但不會復制新病毒。

對許多雙子葉植物來說，可以把基因放進經過改造的根癌農桿菌T-DNA載體。還有其他多種方法來插入基因。大多數情況下，只有少數細胞能獲得新基因，因此篩選出改造成功的細胞是非常重要的一步。這就是需要標記基因的原因。

怎樣制造轉基因老鼠或番茄

轉基因生物擁有數百萬個細胞，而前面只描述了怎樣對單一細胞進行基因改造的技術。創生整個生物體的過程，基本上相當于對生殖細胞（精子和卵細胞）運用這些基因改造技術。一旦重要基因被插入，剩下的過程基本上就是運用遺傳育種技術，產生體內所有細胞都包含新基因的動植物。基因改造實際上只是針對細胞進行的。