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单细胞蛋白_单细胞蛋白名词解释_单细胞蛋白scp

2017-01-09 20:00 网络整理 教案网

尽管时间只有20多年,生物工程已发展成一个庞大的体系,按照传统的说法(尽管这个传统也不过20年),生物技术主要包括细胞工程、遗传工程、发酵工程、酶工程这四大支柱。推广开来,生物工程还包括四大支柱之外的现代生物技术群——光生物技术、声生物技术、低温生物技术、现代仿生技术等,当然还要包括那颗耀眼的新星——蛋白质工程。

(1)细胞工程

1665年,英国建筑师用自制的显微镜看到:栎树皮是由许多蜂窝状的小格子构成的,他把这些小格子定名为“细胞”。在其后的一二百年中,对细胞的研究层层深入。人们发现,不仅树皮是由细胞组成的,树身、树根、叶子、花、果实……植物的所有部位都是由细胞组成的;不仅所有的植物是由细胞组成的,所有的动物也都是由细胞组成的。连微生物也不例外,也是由细胞组成的,只不过有的微生物结构比较简单,整个个体就是那么一个细胞,甚至是一个原始的、不完整的细胞。

到19世纪中叶,人们终于建立了完整的认识:一切动植物都是细胞的集合体,细胞是生命的基本单位,动物和植物都是在细胞的繁殖和分化中发育起来的。这一认识被称为细胞学说。

细胞学说是19世纪自然科学的三大发现之一。

进入20世纪,随着科学的发展,新技术、新工具、新方法不断涌现,人们对细胞的研究越来越深入,从细胞整体的研究推进到亚细胞结构的研究和细胞分子的研究。细胞的基本生命活动,包括它的生长、发育、分化、等等,其规律日益清晰地呈现在人们的眼前。

对细胞核的研究更是激动人心。人们确认,细胞核里的染色体,正是遗传物质DNA的载体,隐藏着神奇的遗传密码,控制着细胞的生长和繁殖,是指挥整个生命活动的最核心、最奥妙的部位。

到70年代,一些走在前列的科学家开始有计划地对细胞进行培养,进行改造,使细胞服从人类的意志,产生人类需要的物质,或是形成新的品种。

既然细胞是生命的基本单位,那么改造生命就应该从改造细胞开始。他们按照这个思路进行了艰苦的实践,他们成功了。

细胞工程就此诞生了。

(a)细胞融合技术

作为细胞工程的骨干,细胞融合技术有可能创造出许多不可思议的奇迹,它的前程不可限量。

所谓细胞融合,就是使两个不同物种的活细胞紧密接触在一起,并且使接触部位的细胞膜发生融化。这样,两个细胞的细胞质、细胞器你来我往,互相流通,最后合而为一,完全合并成一个细胞。在精巧的培养技术之下,这个细胞有可能发育成完整的生物个体,那就是原来两个细胞所属的物种的杂种后代了。这个杂种后代有可能兼有两个上代的一些优良性状。这对于改良品种,提高农、林、牧业产品的产量和质量,都是很有意义的。

美国的科学家曾经选择了两种烟草进行细胞融合。这两种烟草,一种是产量很高的栽培品种,一种是抗病害能力很强的野生种。两种烟草的叶肉细胞经过化学药品处理后脱去了细胞壁,然后发生了融合。融合的细胞再经过培养,长成了一株面目一新的烟草。这种烟草兼有高产和抗病害的优点,而且能直接繁育后代,这样,美国的烟草种植业就获得了一个优良的新品种。

细胞融合说说容易,做起来就是另一回事了。细胞的直径大多在数十微米上下,几十只细胞并排着能从针眼里穿过,所以细胞融合的操作难度是可想而知的。这还是小事,要使两个不同种的活细胞紧密接触,进而细胞膜发生融化,是细胞融合的最大难题。在这个难题面前,科学家们使尽了浑身解数:有的使用了聚乙二醇等化学药品;有的使用了细胞电穿孔技术——用度、短时程的电脉冲去击穿细胞膜以促进融合;有的更是别出心裁,用失去活性的病毒颗粒来促使细胞膜融化。至于在细胞融合后再把它培养成健全的生物个体,则牵涉到设计和使用成份复杂的培养基,牵涉到控制和不断变更培养条件等等,也是困难重重,荆棘满途。