基因工程舞台的明星

基因工程舞台的明星

人类自称是万物之灵，似乎没有什么事情是人做不到的。然而，小小的微生物所具有的许多本领却是人类望尘莫及的。由于微生物的个体微小，代谢类型多，新陈代谢快，繁殖迅速，特别容易变异，因而当仁不让地成了生物工程舞台的主角，而其中最耀眼的两颗明星当数大肠杆菌和噬菌体了。

什么是生物工程呢？简单地说，就是运用生物学原理和方法结合现代工艺进行产品开发与生产的技术。它包括四个主要领域：遗传工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，其中的核心是遗传工程。

遗传工程又叫基因工程或基因重组技术。为什么说大肠杆菌是基因工程的明星呢？大肠杆菌属于原核生物，一般生活在人和哺乳动物的肠道内，容易获得，在培养基上能很好地生活。在大肠杆菌细胞内除了有裸露的核物质DNA外，在细胞质中还有一个或几个闭环结构的DNA分子，叫做质粒。质粒上分别带有控制细菌某些特殊遗传性状的基因，如致育性、抗药性等。这些功能对于细菌的生命活动不一定都是必需的，从细胞中消失后，并不影响细菌在正常条件下的生命活动。质粒的这个特性使它在基因工程中派上了大用场。

基因工程的主要步骤是，首先把大肠杆菌细胞质内的质粒取出来，用一种叫做限制性内切酶的“分子手术刀”把质粒的环状DNA的某一点切开，用它当作目的基因的运载体；再用一定方法分离得到另一生物的DNA片段，这叫目的基因，也就是我们希望得到的性状的基因；然后用连接酶把目的基因和质粒DNA“焊接”起来，形成重组DNA分子；最后巧妙地把重组DNA分子引入大肠杆菌的细胞中，使大肠杆菌合成出由目的基因控制的物质来。

20世纪70年代初期，基因工程的实验首次获得成功，这标志着基因工程的诞生，从此基因工程的研究便进入了突飞猛进的发展阶段。现在，运用基因重组技术，使大肠杆菌制造出了人的生长激素释放抑制因子、胰岛素、干扰素以及流感病毒疫苗和乙肝疫苗等多种药物。大肠杆菌，使蛋白药物的生产进入了一个崭新的时代。

那么基因工程舞台的另一颗明星——噬菌体又是扮演的什么角色呢？我们知道，噬菌体是专门在细菌中生活的一种病毒。有一类噬菌体侵入细菌体后，快速增殖，并裂解细菌，这种噬菌体叫烈性噬菌体；另一类噬菌体感染细菌后，不但不使细菌破坏，而且能随着细菌细胞一起继续分裂，这种噬菌体叫温和噬菌体。噬菌体还有一个特点，就是具有专一性，一种噬菌体只能在一种细菌中生活，而不能在另一种细菌中生活。噬菌体是一种大肠杆菌的温和噬菌体，它也是基因工程中极好的运载体，就是担当着把动物的基因搬运进大肠杆菌细胞的搬运工角色。

除了大肠杆菌和噬菌体外，已有不少其他微生物陆续进入了基因工程领域，如枯草杆菌、酵母菌、玉米黑粉菌等。随着科学技术的发展，微生物将在基因工程舞台上“尽情地”表现自己。