基因工程技术在环境治理保护.docVIP

基因工程技术在环境保护中的应用 杨 林, 聂克艳, 杨晓容, 高红卫* 摘 要: 随着科技的发展, 人类在为自己生产出越来越多生活资料的同时, 产生有害物质的数量和种类也大幅度增加, 对环境的污染日益严重。基因工程技术是在DNA 分子水平上按照人们的意愿进行的定向改造生物的新技术。利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是用于环境治理的一项关键技术。本文简要介绍基因工程的原理、步骤与内容, 概述其在环境保护中的应用,以期能对同类研究提供参考。 关键词: 基因工程; 环境保护 The application of gene engineering technique to environmental protection Abstract: The gene engineering technique was the new technique for modifying living beings according to human wishes on the DNA molecular level and the key technique for environmental management by improving the purifying environment ability of microbes. The paper introduced the principle, step and con ten t of gene engineering, and reviewed the application of gene engineering technique to environment protection. Key word s: gene engineering; environmental protection 随着科技的发展, 人类在为自己生产出越来越多的生活资料的同时, 也向大自然排放了越来越多的有害和难降解物质。如农药、塑料和各种芳香烃类化合物, 这些物质正严重破坏环境和危害着人类的身体健康。因此, 有意识地利用生物界中存在的净化能力进行生物治理, 已渐渐成为环境治理的主要手段。自然界中的生物, 往往在有毒物质的选择压力下经过基因突变、基因重组、物种间基因的交流, 进化出代谢这些有毒物质的能力[ 1]。利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是现代生物技术用于环境治理的一项关键技术[ 2 ]。20世纪50年代初, 由于分子生物学和生物化学的发展, 对生物细胞核中存在的脱氧核糖核酸(DNA)的结构和功能有了比较清晰的阐述[ 3]。20世纪70年代初实现了DNA重组技术, 逐步形成了以基因工程为核心内容, 包括细胞工程、酶工程、发酵工程的生物技术[ 4]。这一技术发展到今天, 正形成产业化品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等许多部门, 并日益显示出其巨大的潜力, 将为世界面临的环境保护等问题的解决提供广阔的应用前景。 1 基因工程技术原理与步骤 基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法,按照人类的需要, 用DNA重组技术对生物基因组的结构或组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或对人类有益的生物性状[ 5 ]。首先该技术高效、经济, 这是传统产业工程无法比拟的。它能按人类需要来设计和改造生物的结构和功能, 生产出优良的动物、植物和微生物品种。在低投入的情况下, 能够高效生产出所需商品。而且外源基因只要进入受体细胞的基因组中就可以遗传给后代, 育出的优良品种, 可持久利用。其次, 该技术具有清洁、低耗和可持续发展的特点。现代基因工程所利用的原料是可再生及可循环使用的, 不需消耗大量的不可再生资源, 所以极少产生对生态环境有害的废物。再次, 该技术应用于疾病的诊断与治疗方面也具有优势。基因诊断更具预见性和准确性, 而且基因治疗可从基因水平上纠正疾病, 从而使疾病得以根治。 111 基因工程技术的原理 基因工程技术是一种按照人们的构思和设计,在体外将一种生物的个别基因插入质粒或其他载体分子, 构成遗传物质的重组, 然后导入到原先没有这类分子的受体细胞内进行无性繁殖, 使重组基因在受体细胞内表达, 产生出人类所需要的基因产品的操作技术。或者说, 基因工程技术是在生物体外, 通过对一种生物的DNA 分子进行人工/ 剪切0和/拼接0, 对生物的基因进行改造和重新组合, 再把它导入另一种生物的细胞里, 定向地改造生物的遗传性状, 产生出具有新的遗传特性的生物[ 6]。 112 基因工程技术的步骤和内容 一个完整的基因工程技术流程一般包括目的基因的获得、载体的制备、基因的转移、基因的表达、基因工程产品的分离提纯