基因工程与现代医学
基因工程是以分子遗传学为理论基础的。即对不同生物的遗传基因体外进行人工剪切、组合和拼接、并转入细菌内进行无性繁殖的技术。基因即代表决定某一种蛋白质的分子结构的相应一段DNA（脱氧核糖核酸）。
基因工程是在1973年提出的，目前已在全世界被普遍关注，并在人口、粮食、能源、环保等问题上都有了广阔前景，在食品、化工方面发挥了重要作用，尤其在临床及合成药物方面取得了重大成绩。近年来，分子遗传学发展迅速，这为在分子水平上改造生物的遗传特性奠定了基础。
1、基因工程技术的主要操作步骤
（1）基因获得分子所要基因的DNA片段，并改造作载体DNA。
（2）将带有基因的DNA片段与载体DNA在体外重组。
（3）将重组的DNA分子引入受体细胞。
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（4）筛选含有所要基因的纯系增殖细胞。
（5）外源基因在受体细胞中无性繁殖，获得正确表达。
2、基因工程的应用
（1）用于生物学研究：基因的分子生物学已伸向生物学各个分支学科，基因研究将与重大生物学问题密切结合。如细胞分化、胚胎发育、癌变产生、细胞识别、神经传导等。
在人类各种各样的疾病中，有些疾病是由于缺少某些物质，如维生素、无机盐等产生的；有些疾病是由于病毒和细菌感染以及有害物质的侵入引起的；另外一些疾病则是由于自身生物大分子的结构和功能发生了异常，如基因突变、代谢障碍等造成的。现代医学已足以控制各种感染和大多数传染病、各种维生素和无机盐缺乏症等。目前，70%以上的死亡原因都由于生物大分子结构和功能异常引起的疾病，如死于癌及脑、心血管疾病、先天性遗传病、衰老性疾病等。因此，研究生物大分子结构和功能的异常与疾病的关系，从而搞清这些严重威胁人类的疾病的发病机制，就成为现代医学分子生物学要解决的重大课题。如恶性肿瘤转移是致死的重要原因，研究转移的分子基础，在癌变机制上和临床治疗上都有极其重要的意义。又如，目前已知的人类遗传病近4000种，是一类严重威胁人口素质和健康水平的疾病，通过产前诊断，防止有遗传缺陷的患儿出生，是目前人类与遗传病作斗争最有效和最简便的途径。由于遗传病涉及DNA特性的改变，原则上都可以从DNA水平上检出异常基因而加以诊断。即使是成年期才出现的遗传病，也可以在早孕期检出而中止妊娠。这对减轻家庭痛苦和社会负担都具有重要意义。
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（2）基因工程在医药上的应用：
①在临床上有应用：
A、放射性探针在诊断上的应用：如乙型肝炎病毒、大肠杆菌肠毒素、轮状病毒等，均可以基因DNA片段标明以同位素作探针，用于诊断。
B、产前诊断：如对血红蛋白病的诊断。从组织、血、羊水中抽提DNA，从放射自显影术中可获得基因图谱，经分析比较可助诊断。
②用微生物合成药物制品：应用DNA重组技术，已有多种药物可用于大肠杆菌合成。例如生长抑制素、生长激素、胰岛素、干扰素、胸腺素、酶和蛋白质等。
用基因工程微生物生产的药物及斯所控制的疾病：
胰岛素→糖尿病。
干扰素→病素疾病（流行性感冒、肝炎、疱疹、脊髓灰质炎等）
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干扰素→乳房癌、何杰金氏病、白血病等。
人生长激素→侏儒症等。
红血球生成素→贫血。
尿激酶→血栓。
血清白蛋白→休克等。
③用微生物制造的疫苗：乙型肝炎病毒、流感病毒、口蹄病毒等疫苗。
（3）基因工程在工农业上的应用：
①化学工业：利用基因工程可以使许多产品（如酒精、药品、溶剂、有机酸、氨基酸、抗生素等）的产量大大提高。
②食品工业：基因工程可使生产程序简化，并使维生素、饲料、增甜剂等提高产量。
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③农业：基因工程应用于农作物品种的改良，畜牧业、家禽、养鱼中的优良品种的培育和快速繁殖、森林育苗、农药、除草剂的开发等。
④能源利用：如油井产生的早烷，利用基因工程，在一种细菌体内与甲烷单氧化酶作用下，可以使甲烷转变为甲醇。
当前，采用基因工程重组技术为主的生物学技术改造酶，以期获得满足人类需要的而自然界所没有的优质酶。蛋白质工程则是生物技术中正在开发的一个新领域，从改变基因入手，定作新的蛋白质技术。基因工程技术将人整个基因组作图，制备规模分离人的染色体并建立各个染色体的基因文库，这方面的工作的迅速发展将给医学研究带来巨大影响。基历及其结构和表达调控仍将是发展的中心。基因工程技术亦将在细胞识别、病毒感染与潜伏、神经传导与记忆等重大生物学问题上发挥着重要作用。
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基因工程是在1973年提出的，目前已在全世界被普遍关注，并在人口、粮食、能源、环保等问题上都有了广阔前景，在食品、化工方面发挥了重要作用，尤其在临床及合成药物方面取得了重大成绩。近年来，分子遗传学发展迅速，这为在分子水平上改造生物的遗传特性奠定了基础。
1、基因工程技术的主要操作步骤
（1）基因获得分子所要基因的DNA片段，并改造作载体DNA。
（2）将带有基因的DNA片段与载体DNA在体外重组。
（3）将重组的DNA分子引入受体细胞。
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（4）筛选含有所要基因的纯系增殖细胞。
（5）外源基因在受体细胞中无性繁殖，获得正确表达。
2、基因工程的应用
（1）用于生物学研究：基因的分子生物学已伸向生物学各个分支学科，基因研究将与重大生物学问题密切结合。如细胞分化、胚胎发育、癌变产生、细胞识别、神经传导等。
在人类各种各样的疾病中，有些疾病是由于缺少某些物质，如维生素、无机盐等产生的；有些疾病是由于病毒和细菌感染以及有害物质的侵入引起的；另外一些疾病则是由于自身生物大分子的结构和功能发生了异常，如基因突变、代谢障碍等造成的。现代医学已足以控制各种感染和大多数传染病、各种维生素和无机盐缺乏症等。目前，70%以上的死亡原因都由于生物大分子结构和功能异常引起的疾病，如死于癌及脑、心血管疾病、先天性遗传病、衰老性疾病等。因此，研究生物大分子结构和功能的异常与疾病的关系，从而搞清这些严重威胁人类的疾病的发病机制，就成为现代医学分子生物学要解决的重大课题。如恶性肿瘤转移是致死的重要原因，研究转移的分子基础，在癌变机制上和临床治疗上都有极其重要的意义。又如，目前已知的人类遗传病近4000种，是一类严重威胁人口素质和健康水平的疾病，通过产前诊断，防止有遗传缺陷的患儿出生，是目前人类与遗传病作斗争最有效和最简便的途径。由于遗传病涉及DNA特性的改变，原则上都可以从DNA水平上检出异常基因而加以诊断。即使是成年期才出现的遗传病，也可以在早孕期检出而中止妊娠。这对减轻家庭痛苦和社会负担都具有重要意义。
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（2）基因工程在医药上的应用：
①在临床上有应用：
A、放射性探针在诊断上的应用：如乙型肝炎病毒、大肠杆菌肠毒素、轮状病毒等，均可以基因DNA片段标明以同位素作探针，用于诊断。
B、产前诊断：如对血红蛋白病的诊断。从组织、血、羊水中抽提DNA，从放射自显影术中可获得基因图谱，经分析比较可助诊断。
②用微生物合成药物制品：应用DNA重组技术，已有多种药物可用于大肠杆菌合成。例如生长抑制素、生长激素、胰岛素、干扰素、胸腺素、酶和蛋白质等。
用基因工程微生物生产的药物及斯所控制的疾病：
胰岛素→糖尿病。
干扰素→病素疾病（流行性感冒、肝炎、疱疹、脊髓灰质炎等）
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干扰素→乳房癌、何杰金氏病、白血病等。
人生长激素→侏儒症等。
红血球生成素→贫血。
尿激酶→血栓。
血清白蛋白→休克等。
③用微生物制造的疫苗：乙型肝炎病毒、流感病毒、口蹄病毒等疫苗。
（3）基因工程在工农业上的应用：
①化学工业：利用基因工程可以使许多产品（如酒精、药品、溶剂、有机酸、氨基酸、抗生素等）的产量大大提高。
②食品工业：基因工程可使生产程序简化，并使维生素、饲料、增甜剂等提高产量。
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③农业：基因工程应用于农作物品种的改良，畜牧业、家禽、养鱼中的优良品种的培育和快速繁殖、森林育苗、农药、除草剂的开发等。
④能源利用：如油井产生的早烷，利用基因工程，在一种细菌体内与甲烷单氧化酶作用下，可以使甲烷转变为甲醇。
当前，采用基因工程重组技术为主的生物学技术改造酶，以期获得满足人类需要的而自然界所没有的优质酶。蛋白质工程则是生物技术中正在开发的一个新领域，从改变基因入手，定作新的蛋白质技术。基因工程技术将人整个基因组作图，制备规模分离人的染色体并建立各个染色体的基因文库，这方面的工作的迅速发展将给医学研究带来巨大影响。基历及其结构和表达调控仍将是发展的中心。基因工程技术亦将在细胞识别、病毒感染与潜伏、神经传导与记忆等重大生物学问题上发挥着重要作用。
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