微生物和基因工程

  將外源基因通過體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使該基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的操作過程稱為基因重組或基因工程。

  基因重組技術(shù)的理論基礎(chǔ)是遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究成果。科學(xué)家在20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，50年代提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，60年代完全破譯了全部密碼子，70年代初創(chuàng)建了基因體外重組技術(shù)，80年代初第一個基因工程產(chǎn)品一人胰島素就開始商品化生產(chǎn)。今天，體外基因重組已經(jīng)成了生物科學(xué)與技術(shù)的研究和開發(fā)中最重要、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。

  基因重組技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用主要是表達(dá)各種蛋白質(zhì)類產(chǎn)物，特別是具有藥用價(jià)值的蛋白質(zhì)，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因重組技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了單純的蛋白質(zhì)生產(chǎn)。隨著對微生物中代謝途徑和調(diào)控機(jī)理的認(rèn)識不斷深入，可以通過基因重組技術(shù)改造微生物的代謝途徑，從而大幅度提高目的產(chǎn)物產(chǎn)量、擴(kuò)大微生物的底物利用范圍，形成了“代謝工程”這一新的應(yīng)用領(lǐng)域。由于研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的需要，利用基因重組技術(shù)改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、提高蛋白質(zhì)生物活性，發(fā)展了點(diǎn)突變、基因重排（DNA shuffling）或基因進(jìn)化（DNA evolution）技術(shù)，為“蛋白質(zhì)工程”提供了技術(shù)支撐。全基因組重排（genome shuffling）技術(shù)則為提高育種效率提供了新的思路。