微生物和基因工程

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

  基因重組技術的理論基礎是遺傳學和分子生物學的研究成果。科學家在20世紀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的雙螺旋結構，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，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)成了生物科學與技術的研究和開發(fā)中最重要、應用最廣泛的技術。

  基因重組技術在工業(yè)上的應用主要是表達各種蛋白質(zhì)類產(chǎn)物，特別是具有藥用價值的蛋白質(zhì)，但是隨著科學技術的發(fā)展，基因重組技術的工業(yè)應用已經(jīng)遠遠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)控機理的認識不斷深入，可以通過基因重組技術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、擴大微生物的底物利用范圍，形成了“代謝工程”這一新的應用領域。由于研究蛋白質(zhì)結構和功能關系的需要，利用基因重組技術改造蛋白質(zhì)結構、提高蛋白質(zhì)生物活性，發(fā)展了點突變、基因重排（DNA shuffling）或基因進化（DNA evolution）技術，為“蛋白質(zhì)工程”提供了技術支撐。全基因組重排（genome shuffling）技術則為提高育種效率提供了新的思路。