第一章
前言 什么是基因操作
简单地说，基因操作是从原宿主生物中分离出一段DNA来，使其在同种或不同种的宿主中得以复制，这种技术称为克降(cloning)。这种对DNA进行克隆的能力具有深远的意义，我们下面将加以介绍。
序列分析
克隆技术使我们可以分离和扩增某个基因组中的片段，进而可以测定该段DNA的序列。通过对某些遗传特性已经很清楚的基因进行序列分析．我们可以鉴定出控制基因表达的关键元件的特定序列和结构．如启动子、核糖体结合位点等。有了这些信息，我们就有可能搜索出新的DNA序列，鉴定出可能的新基因，或开放阅读框(oPen reding frame)，因为它们的边界都有特定的基序。现在利用互联网上现有的程序，可以迅速从序列中检索出——整套系列的结构特征，如限制件酶识别位点、转录起始和终止信号、反向回文序列、序列重复以及z—DNA等等．
体内生物化学
一旦分离到某个基因或一组基因，都可以将它们引人原来的细胞类型或是不同的细胞类型中，甚至引入完全不同的生物中，例如将细菌基因引入到植物或动物中。基因表达的水平可以直接测定或者利用报告基因来测定，而且可以根据实验者的要求调高或调低。同样，人们可以在基因的任意位置引入特定的突变，从单碱基对突变到大片段的删除或插人增加，然后进行各种结构和功能分析。我们可以通过突变体来确定改变对某个特定组分的调控作用．或是缺失该组分或使之丧失活性而产生的后果．突变体在阐明大分子的结构和功能方面也同样作用巨大．人们还可以分析基因或蛋白质在不同细胞类型中的功能。
新药物
重组DNA技术产生的第一个医药用途是提供f大量的治疗用蛋白质v如人类生长激素(HGH)。这种蛋白质用于治疗脑下垂体萎缩的青少年，使他们能达到正常高度。当人们克隆了HGH基因并将它放在大肠杆菌中表达后，一个lo L的发酵罐中生产的HGH就足以医治上百个儿童。 人们已经开发出了新的疫苗生产方法。现在的乙肝疫苗就是在酵母细胞表面表达一个乙肝病毒的抗原， 基因操作还可用于提高微生物细胞中小分子的水平．其做法是克隆某个特定生化合成途径的所有基因，并过量表达。与之相反，也可以关闭某些特定的代谢途径，从而将特定的中间代谢物导入其他的途径，变成我们的日标终产物。
基因克隆使核酸探针的合成变得很容易，而这样的探针在医药上石许多用途‘，例如v它们r1／用于判断或确认某种微生物病原的种类，或者用于在出生前或初生时诊断遗传疾病。人们还越来越多地用探针来确定药物是否可能导致不良反应，或选择治疗其一特定疾病的最适合的药物种类(药物基因学)。
核酸本身也可用于治疗。例如，人们用反义核酸来下调某些疾病基出的表达水平。另外，人们还用核酸来纠正或修复遗传的基因缺陷(基因治疗／基阅修复)或把核酸用作疫苗
生物技术：一个新兴产业
基因操作领域内新的重大突破一旦公布于世，就会立刻涌现出大批新的公司来使新技术商jIL化。例如：许多最近新成文的公司都期望人类基因测序计划获得的数据可以有助于鉴定出大量可用于治疗的新蛋白；另一些公司则利用基因操作技术来了解特定基因的转录调控，他们的观点是用小相对分子质量的ugB活性药物来调节这一过程会取得更好的治疗效果。
虽然音数以干计的生物技术公司，但其中只有不到loo个公司销售自己的产品，盈利的就更少Z’；有许多生物技术公司已经倒闭了．但生物技术飞速发展，不断有新的公司出现采取代他们的位贸u获得发展的是那些为在实验室里进行基因操作的研究者们提供特殊试剂的一类生物技术公司G
大肠杆菌扮演核心角色
大肠杆菌一直足分子遗传学家们乐于使用的模式系统。在重组DNA技术发展之前，就已有大量性质清楚的大肠杆菌的突变体存在，其基因调控也搞得很清焚，而且过有许多质粒可供选择。与其他微生物系统相比，它简直是无与伦比的。因此，第一个克降实验在大肠杆的中进行是意料之中的事。随后，人们把克隆技术推广到一系列其他微生物(例如枯草芽砌杆菌、假单胞茵、酵母和处状真菌)中以及高等真核生物中。
