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生物工程技术
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概念和应用
生物工程包括五大工程，即基因工程、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和蛋白质工程。现代生物技术的核心是基因工程，他的出现带动了生物技术的发展。
一、基因工程（geneticengineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术。
所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
基因工程的应用领域
农牧业、食品工业
1.转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。
2.转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。
3.转*瓜抗青枯病基因的甜椒
4.转鱼抗寒基因的番茄
5.转*瓜抗青枯病基因的马铃薯
6.不会引起过敏的转基因大豆
7.超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
8.特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
9.抗虫棉
苏云金芽胞杆菌可合成*蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。
环境保护
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病*、细菌等污染。
利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质（通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等*害物质。）
医药卫生
1.基因工程药品的生产：
⑴基因工程胰岛素
⑵基因工程干扰素
⑶其它基因工程药物
2.基因诊断与基因治疗：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。基该方法是：基因置换、基因修复、基因增补和基因失活等。
SCID的基因工程治疗
重症联合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病*感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因（ada）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。
二、细胞工程(Cellengineering)：
是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。
细胞工程的应用领域
1、优质植物快速培育与繁殖
2、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种
3、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品
4、新型动植物品种的培育
5、供医学器官修复或移植的组织工程
6、转基因动植物的生物反应器工程
7、珍稀动植物资源的保存与保护
8、在遗传学、发育学等领域的理论研究
9、在能源、环境保护等领域的应用
三、微生物工程
即是指发酵工程，指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。
发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。
基因工程的应用
医药工业
发酵工程在医药工业上的应用，成效十分显著，生产出了如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸（如肌苷）等。目前，常用的抗生素已达多种，如青霉素类、头孢菌素类、红霉素类和四环素类。另应用发酵工程大量生产的基因工程药品有人生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等。
食品工业
发酵工程在食品工业上的应用十分广泛，主要包括：
第一、生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等，使产品的质量和产量得到明显提高。
第二、生产食品添加剂。如L-苹果酸、柠檬酸、谷氨酸、红曲素、高果糖浆等。
第三、单细胞蛋白的生产。
轻工业
由微生物生产出许多种可用于轻工业加工的酶，主要类型如下：
糖酶：α-淀粉酶、半乳糖酶、纤维素酶类等
蛋白酶：碱性蛋白酶（用于洗涤剂、胶片银的回收、啤酒去浊）、酸性蛋白酶（用于饮料、食品的冷藏、制作蛋白水解酶）、中性蛋白酶
果胶酶：水解果胶物质。
四、酶工程（英语：Enzymeengineering）又称蛋白质工程学。
酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。
酶工程的应用
食品加工
促进蛋白质消化的酶（菠萝蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等）；
促进纤维素消化的酶（纤维素酶、聚糖酶等）；
促进乳糖消化的酶（乳糖酶）；
促进脂肪消化的酶（脂肪酶、酯酶）等。
轻化工业
洗涤剂制造（增强去垢能力）、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造（粘接剂）牙膏和化妆品的生产、造纸、感光材料生产、废水废物处理和饲料加工等。
医药卫生
在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等。另外，酶作为临床体外检测试剂，可以快速、灵敏、准确地测定体内某些代谢产物，也将是酶在医疗上一个重要的应用。
能源开发
利用植物、农作物、林业产物废物中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等原料，制造氢、甲烷等气体燃料以及乙醇和甲醇等液体燃料。
环境工程
利用微生物体中酶的作用，可以将废水中的有机物质转变成可利用的小分子物质，同时达到净化废水的目的。
五、蛋白质工程
通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。
蛋白质工程的应用
提高稳定性
（1）延长酶的半寿期；
（2）提高酶的热稳定性；
（3）延长药用蛋白的保存期；
（4）抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失
融合蛋白质
脑啡肽(Enk)N端5肽线形结构是与δ型受体结合的基本功能区域，干扰素（IFN）是一种广谱抗病*抗肿瘤的细胞因子。
治癌酶改造
癌症的基因治疗分二个方面：药物作用于癌细胞，特异性地抑制或杀死癌细胞；药物保护正常细胞免受化学药物的侵害，可以提高化学治疗的剂量。
嵌合抗体
用人抗体的恒定区替代鼠单克隆抗体的恒定区，这样它的免疫原性就显著下降。如用于治疗直肠结肠腺癌的单克隆抗体Mab17－1A
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