转基因植物bt蛋白质是怎么来的

一、基因工程

基因工程又称基因操作或重组DNA技术，就是采用类似工程设计的方法，按照人类的需要，将有遗传信息的DNA片断(即目的基因)，在离体条件下进行分离、剪切、组合、拼接，然后，再把人工重组的基因转入宿主细胞内，进行大量复制，并使遗传信息在新的宿主细胞或个体中高效表达，从而获得人类所需要的基因。

(一)基因工程的理论依据

基因工程的理论依据，概括讲，就是分子生物学的中心法则理论。这个理论认为，生物储存在DNA中的遗传信息就是构成基因的DNA片断中的碱基排列顺序。世界万物，千姿百态，其奥秘即在于此。DNA上的这种信息就是按照碱基配对原理，通过特异酶的催化作用，比较无误地传递给一个新合成的DNA，DNA上的信息又比较无误地译成一定序列的氨基酸，从而构成特定的蛋白质。基因正是通过所表达的各种生物功能的蛋白质来控制生物性状和生物特点的。依据这个理论，只要改变基因结构形式，就能得到新的生物性状，达到改良生物特性的目的。

(二)基因工程的优越性

与传统的生物工程相比，基因工程有着极大的优越性。其一，利用基因工程可以打破物种之间的界限，把任何不同种类的生物的基因结合在一起，从而消除了生物在自然界进化过程中形成的交配屏障，使人类向生命的自由王国迈进了一大步。其二，基因工程可以根据人们的意愿，定向地改变生物的遗传特性。这样能充分发挥动物、植物、微生物三者各自的优点，取长补短，创造出人类所需要的新生物种。其三，由于人类能直接操纵生物的遗传物质，将使改变生物特性的速度大大加快。

(三)基因工程的应用

基因工程的产生和发展是人类征服自然能力的一次巨大飞跃。它不仅开创了直接改造和创新生物的伟大时代，而且带来了巨大的经济效益，在工业、农业等领域大显神威。

1.基因工程在工业方面的应用

用基因工程培育出来的特殊“超级细胞”，对某些重金属有特殊的亲和力，可以用它从废矿物或海水中回收这些金属。据报道，加拿大用“超级细胞”可以吃掉水面上的浮油，从而可用于净化海水。

基因工程用于能源开发的主要目标是以纤维原料、有机废物生产酒精、甲烷和分子氢，以解决能源和化工原料。

2.基因工程在农业方面的应用

在农业上，科学家主要侧重两方面的研究:一是塑造新的基因，目的是把抗病害虫、抗盐碱、耐干旱、高蛋白质等优良基因分离出来，进行转移和重组，以培养优良品种，提高农作物产量和质量。二是生物固氮。一方面通过基因技术将生物的固氮基因加以强化，增强作物的固氮能力，从而达到增产的目的；另一方面把豆科植物根部的固氮基因转移到稻麦、玉米、谷子等禾本科植物中，使之也具有固氮能力，既省肥，又增产。20年来全球各国的科学家，尤其是生物学家和育种学家在基因工程研究方面取得了一系列成就。

(四)功能基因组学和蛋白质组学

一个基因所含的遗传信息，通过一系列复杂的反应，最终导致了相应的蛋白质形成，蛋白质再参与到生命的各种活动中去。所以，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是远远不够的，还必须认识各个基因所表达的生物学意义以及它控制形成的产物——蛋白质。因此功能基因组学理所当然地成为当今生物学研究领域的热点。而作为基因功能载体的蛋白质则是生命活动的执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐述。蛋白质组学就是在人类基因组计划研究发展的基础上形成的新兴学科，主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。人类细胞中的全部基因称为基因组，由全套基因组编码控制的蛋白质则相应地被称为蛋白质组。人类基因可能有3万多个，而每个基因控制的蛋白质则从数个到数十个不等，人体蛋白质数远比基因多得多。无论是正常的生理过程还是病理状态过程，身体的异常最直接的体现是蛋白质，所以人们研究基因、研究基因组之后感觉到，只有搞清楚蛋白质和蛋白质组，人们才有可能更多地去发现疾病的诊断标志、疾病的预防标志、疾病药物筛选的靶标和疾病治疗的靶标。科学家认为，人类基因组、蛋白质组和药物是生命科学研究路上的三个阶段。但绘制人类蛋白质组图是一项艰巨的任务。它需要数亿美元的投资和无数次计算。分子对比能说明全部问题:人类基因组是由DNA——只含有4种碱基的简单的线性分子组成，而蛋白质是由20种被称为氨基酸的不同成分组成的复杂结构。

作为世界头号科技强国的美国，在这方面自然是一马当先，其生物技术的研究重心已经从基因组测序转向了基因功能和蛋白质功能的探测。继2000年9月启动“蛋白质结构启动计划”后，美国于2002年实施了“临床蛋白质组学计划”，以开发以蛋白质研究为基础的癌症诊断和治疗系统。目前在美国，蛋白质组学甚至已经形成了产业和市场。目前，美国米里亚德遗传学研究所、甲骨文公司和日本日立公司已经组成联盟，计划在3年内完成人体所有蛋白质的图谱。

我国在该领域也具备了较好的基础，当初我国参加国际人类基因组计划的时候，只争取到了人类基因组1%的测序任务，但现在我国科学家经过持续的努力，已经获得了国际蛋白质组计划的主要项目——国际人类肝脏蛋白质组计划的领导权。我国将承担整个国际蛋白质组计划20%以上的任务。

(五)转基因生物

转基因技术是指利用分子生物学手段，将某些生物的基因转移到其他生物物种上，使其出现原物种不具有的性状和产物，以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品(Genetically Modified Food，简称GM Food)。目前转基因技术已基本趋于成熟，尤其是在转基因植物方面，它之所以没有得到更大规模的发展，主要原因是人们对其安全性仍有担心，如转基因食品是否对生物体有害以及它是否会改变自然环境，从而破坏生物多样性等。不过尽管如此，自1983年英国培育出世界上第一种含有抗生素药类抗体的基因移植烟草以及1993年美国将世界上第一种转基因食品——保鲜延熟型西红柿投放市场以来，转基因技术仍然获得了空前的发展。目前已有转基因大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、马铃薯、番茄、甜菜等几十种作物投入商业种植。其中，前四种转基因作物占据主导地位。并且全球转基因作物的种植面积已经从1996年的170万公顷增长到2003年的6 770万公顷，种植转基因作物的国家数量也在2003年翻了一番。

从所转移基因的特性来看，大部分转基因作物都带有抗病虫害的基因。大约18%的转基因玉米带有抵御害虫的基因，73%的转基因大豆、玉米和油菜能够抵御除草剂。其余的种类则同时含有这两种基因。出于对转基因产品的慎重与担忧，目前人们还只是消费转基因植物产品，转基因动物产品尚未真正进入人们的生活。但是，社会的需求是科研开发和经济产品进入市场的最大推动力。一些看得见的迹象表明，转基因动物产品正向我们走来。如美国科学家采用转基因(GM)技术，使奶牛产生的牛奶蛋白质含量提高很多，为今后高等生物的转基因食品研究开创了先河。