写一篇综述:怎样理性看待转基因技术

作者&投稿:迟红 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
我要写一篇和基因工程有关的文献综述,但是不知道该写什么方向,谁有好的建议呢?谢谢~~~

找几篇英文文献翻译一下

基因工程genetic engineering
  基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础, 以分子生物学和微生物学的现代方法为手段, 将不同来源的基因(DNA分子),按预先设计的蓝图, 在体外构建杂种DNA分子, 然后导入活细胞, 以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
  什么是基因工程?【简介】
  基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。
  基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说,基因工程是指在基因水平上的遗传工程,它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源遗传物质在其中"安家落户",进行正常复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术。 这个定义表明,基因工程具有以下几个重要特征:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系,这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是,一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞DNA的技术称为“基因系治疗”(germlinetherapy),通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何,改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 
  迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。 
  诚然,仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏,许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟,胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病,也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代,但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如,运用此技术,可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子,然后再通过骨髓移植来治愈患儿。
  随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。 如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。 这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。
  【基因工程的基本操作步骤】 基因工程步骤
  1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。
  2.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
  3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。
  4.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
  基因工程的前景科学界预言,21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预,要认识它,我们先从生物工程谈起:生物工程又称生物技术,是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术,利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工,提供大量有用产品的综合性工程技术。
  生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品,例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料,还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。
  生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造,利用生物生产人们想要的特殊产品。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。
  美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人,他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,不就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”。
  人类基因工程走过的主要历程怎样呢?1866年,奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律;1868年,瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA;1882年,德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体,也就是后来的染色体;1944年,美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料,而不是蛋白质;1953年,美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果,奠下了基因工程的基础;1980年,第一只经过基因改造的老鼠诞生;1996年,第一只克隆羊诞生;1999年,美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图;未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。
  人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图,或化学中的元素周期表;也有科学家把基因组图谱比作字典,但不论是从哪个角度去阐释,破解人类自身基因密码,以促进人类健康、预防疾病、延长寿命,其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后,破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落,他曾对人类基因组工程提出警告。
  科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。
  人类基因工程的开展使破译人类全部DNA指日可待。 基因工程将破译DNA
  信息技术的发展改变了人类的生活方式,而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前,一些国家人口的平均寿命已突破80岁,中国也突破了70岁。有科学家预言,随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克,在2020至2030年间,可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年,人类的平均寿命将达到90至95岁。
  人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天,英国科学家弗朗西斯·克里克宣布:我们已经发现了生命的秘密。他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子,决定了生物的遗传。有趣的是,这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年,美国科学家提出了“人类基因组计划”,目标是确定人类的全部遗传信息,确定人的基因在23对染色体上的具体位置,查清每个基因核苷酸的顺序,建立人类基因库。1999年,人的第22对染色体的基因密码被破译,“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见,在今后的四分之一世纪里,科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因,从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。
  继2000年6月26日科学家公布人类基因组"工作框架图"之后,中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原"工作框架图"的基础上,经过整理、分类和排列后得到的,它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息,破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入,生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。 
  克隆羊多利  基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑,但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。
  基因工程大事记 
  1860至1870年 奥地利学者孟德尔根据豌豆杂交实验提出遗传因子概念,并总结出孟德尔遗传定律。
  1909年 丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词,用以表达孟德尔的遗传因子概念。
  1944年 3位美国科学家分离出细菌的DNA(脱氧核糖核酸),并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。
  1953年 美国人沃森和英国人克里克通过实验提出了DNA分子的双螺旋模型。
  1969年 科学家成功分离出第一个基因。
  1980年 科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。
  1983年 科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。
  1988年 K.Mullis发明了PCR技术。
  1990年10月 被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动。
  1998年 一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司,与国际人类基因组计划展开竞争。
  1998年12月 一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成,这是科学家第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。
  1999年9月 中国获准加入人类基因组计划,负责测定人类基因组全部序列的1%。中国是继美、英、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的惟一发展中国家。
  1999年12月1日 国际人类基因组计划联合研究小组宣布,完整破译出人体第22对染色体的遗传密码,这是人类首次成功地完成人体染色体完整基因序列的测定。
  2000年4月6日 美国塞莱拉公司宣布破译出一名实验者的完整遗传密码,但遭到不少科学家的质疑。
  2000年4月底 中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了1%人类基因组的工作框架图。
  2000年5月8日 德、日等国科学家宣布,已基本完成了人体第21对染色体的测序工作。
  2000年6月26日 科学家公布人类基因组工作草图,标志着人类在解读自身“生命之书”的路上迈出了重要一步。
  2000年12月14日 美英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱,这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。
  2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。
  科学家首次公布人类基因组草图“基因信息”。

如何看待转基因一直是争论的热点问题,最近由于政府批准三个大豆转基因品种,又掀起新一轮转基因的争论。对象由大豆而提升到所有作物,特别是粮食作物。如何理性地、客观全面地、实事求是地看待转基因作物?

转基因在粮食增产中起多大作用?需要具体分析。我国是13亿人口的农业大国,粮食问题始终是头等大事,不可丝毫松懈或误导。影响粮食增产的因素很多,包括气候条件,环境因素,国家政策,耕地面积,经营规模以及现代农业科技的推广与应用等,农业增产是上述各种因素综合作用的结果。其中每一项农业科技的推广与应用对增产都起着一定的作用。如改良土壤,提高农田水利设施、合理施肥、良种良法、病虫草防治、机械化……。这些增产因素中,遗传育种起到30%的作用。(在新品种出现代替老品种而大面积推广时,可能增加到50%)。一个高产稳产的新品种的增产作用也是诸多优良性状综合作用的结果。其中某个转基因性状的作用有多大,未见报道。但不可否认的事实是,粮食的九连增中,应用的都是传统育种的品种。也就是说我们并没有依赖基因技术而活着,是改进诸多增产因素而生存的。何况各种增产因素的改进潜力很大,提高的余地很大,我们的目标不是照搬西方的模式,而是建成中国特色的现代化农业。

现有的转基因技术都是在现有优良的自交系(杂交种)的基础上改进某一性状从而进一步提高产量或改进品质,所以转基因技术是常规育种的一种辅助手段,优良自交系(杂交种)则是转基因的载体,这是公认的定位。如果认为脱离常规育种,利用转基因技术或生物技术培育适合不同气候条件的高产稳产品种,那是遥远的理想。因此,不能片面强调转基因而忽视常规育种,那是本末倒置。

常规杂交育种也是转基因,是整体的转基因,转的是全部基因,包括目标基因和其它基因。利用常规育种的方法经过基因分离、交换、逐步积累,保留目标基因,去除其它不利基因,可以达到转育单个基因或多个基因的目的,特别是微效多基因控制的性状更为有效。例如,上世纪70年代,A.L.Hooker利用抗病育种的方法,培育了抗玉米大斑病(H.turcicum)基因Ht1,Ht2… Ht6,Htn,以之转育到常用自交系(杂交种)中,有效抑制了大斑病的流行。又如控制玉米胚乳蛋白质中赖氨酸(Lys)含量的隐性突变基因Qpaque-2(O2 O2),能使玉米籽粒Lys含量比普通玉米增加80~100%,曾经引起世界轰动。但由于O2基因的另一作用是使胚乳粉质化,带来难以克服的缺点,如千粒重降低,成熟时易生穗粒腐,机械化脱粒时易破碎…等,在生产上难以应用。国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)的S.K.Vasal利用常规育种的方法,把普通玉米中存在的控制Lys 含量的多基因(QPM)集中起来,培育了高Lys的、硬质胚乳的自交系和综合种墨白号新品种,解决了O2基因引起的胚乳软化问题。上世纪80年代本人曾利用培育的O2自交系与墨白2号玉米杂交,再自交选育,成功将墨白玉米中的QPM基因转育到O2自交系中,育成硬胚乳的、高Lys的自交系黄C。它的籽粒Lys含量达0.41%(普通对照为0.20%)。用它和普通优良自交系X178杂交,育成了农大108杂交种,籽粒Lys含量达0.36%,比对照(Lys含量0.21%)高15个百分点(+71%)。用它饲餵禽畜,都获得明显的经济效益。这些例子说明利用常规育种的方法也可以解决生产上的问题,尤其是多基因控制的性状。在育种实践中,不可因强调转基因的作用而轻视或抹杀常规育种的作用,二者结合,收益会更快。

转基因产品是否安全?安全不安全都是相对的。有些明显有毒,可以测定出来,被淘汰了,不为人知。有些测定无毒,认为安全的,可以食用。但群众的疑虑是:基因是最根本的生命物质,他对机体的作用不同于一般有毒物质。有无潜在的、长远的、甚至对子孙后代的影响?如免疫力、生殖力、……甚至引发癌症?这都不是短期内能检测出来的。就以玉米的抗螟虫的Bt基因来说,它来自苏云杆菌,转入玉米后,产出一种毒蛋白,使得玉米螟虫(红蛉虫)的消化系统麻痹而死亡。人或动物大量食用了这种玉米有无影响?有什么影响?自然界中的一种根瘤脓杆菌,能将细菌基因转入高等植物中,形成冠瘿瘤,大树上的大包随处可见。如果把有毒基因通过转基因技术,经过食物转到人体,长出这样的大包,你会不会恐慌?人体癌症的发生原因至今并未完全清楚,只知道由基因自发或诱发产生突发,引起细胞疯狂分离而造成的。诱发基因突发的因素很多,如环境污染,空气污染,食物污染,有毒物质,电离辐射……,这些诱变因素如何诱发基因突变的机制也不清楚。由单个细胞发生突变然后分裂增生,增生的肿块达到现有技术能测出,需要数年甚至数十年时间。仅用短期动物试验结果就说对人是安全的,没有问题,并不能完全消除大家的疑虑。

从生态上说,人为的转基因扩散到大自然,污染了其它植物,这对生物链产生什么影响也值得考虑。如果把自然界传粉昆虫的幼虫都杀死了,靠昆虫传粉的植物将随之灭绝,以这些昆虫为食的鸟类也将灭绝。从理论上说,自然界是以物种为进化的基本单位,种与种以及与种以上分类单位的生物之间都有一定的隔离机制,防止基因交流,才能保存物种。反之,种间或与亲缘关系远的生物之间基因自由交流,物种就会消灭,自然界的生物也就不存在了,这是总的规律,无法回避。自然界或人工方法都有远缘杂交成功的例子,但是个例。如果我们无视这些基本的自然规律,而任意违背,为所欲为,终将受到自然的报复。

对待转基因作物是否拒绝或是接受?不能用非黑即白的思维来对待,可以具体问题具体分析。转基因产品既是商品,除本身的自然属性外,还涉及经济因素、社会因素甚至政治因素。群众可根据自己的了解采取不同的态度,可以无所谓,也可以既有非转基因产品就不买转基因的…。如果转基因产品不进入体内,或者用量很少就不必一味拒绝。但作为国策对待粮食作物特别是主粮如水稻、小麦应该严格禁止,用法律形式规定下来。如有违反,严惩不贷。主粮利用转基因,一旦发现问题,那是全民族的不归路,将贻害子孙后代。即使是美国和西方发达国家,也不在小麦上试验转基因或应用转基因品种。今年5月在美国俄勒冈州发现转基因小麦,引起美国及进口美国小麦的国家一片惊慌。小麦进口国纷纷取消订单或暂停进口,影响美国数亿美元的收入。根据美国现行法律,种植者将面临高达100万美元的罚款及其它处罚的措施。对于国内一些只顾个人或小单位利益,偷偷推广转基因粮食品种,应予严厉处罚,绝不能手软。

综上分析,可以比较理性地、冷静地看待转基因作物。特别是工作在农业生产第一线的领导、干部、科技工作者以及从事常规育种工作者,更能全面地、实事求是地、科学地看待转基因问题。农业上的问题很多,困难很多,也说明改进的余地很大,潜力很大,绝不会把转基因作为解决粮食问题的唯一出路。何况目前的转基因和转基因技术都是美国的专利,我们要发展转基因必然要利用美国的专利。如果我们把增产粮食的希望寄托于利用美国的专利,那必将受制于人,没有任何话语权。美国的著名政治家早预言了:“谁控制那个国家的粮食,谁就控制了那个国家”,这是没有硝烟的世界大战。请不要忘了大家正肩负着复兴中华的民族的重任,发展中国特色的现代化农业重任。也不要忘了中华民族有自力更生、艰苦奋斗、自强不息的传统。我们需要原始创新,也可以借鉴国外的成果,发展我们自己的转基因和生物技术,结合我国的农业实际、育种实践,实实在在地解决粮食增产问题。


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