第十三章 亂點鴛鴦譜 (基因工程原理)
「上帝說:果子都包著核。」 聖經/創世記一11
一.前言
分子疾病﹝Molecular disease﹞如地中海貧血症。
遺傳與基因息息相關。
二.核酸(RNA)、去氧核酸﹝DNA﹞與基因的功能
核酸的基本單位與結構：
1.根基(bases)包括有嘌呤(Purines)與嘧啶(Pyrimidines)
其中嘌呤有腺嘌呤(Adenine)、鳥糞嘌呤(Guanine)。嘧啶有胞嘧啶
(Cytosine)、胸腺嘧啶(Thymine)與尿嘧啶(Uracil)。尿嘧啶只在RNA
中、胸腺嘧啶在DNA中存在。
2.核醣(RNA中)或去氧核醣(DNA中)
3.磷酸
三者結合成去氧核甘酸，最後聯結成去氧核酸(DNA)；或成為核甘酸，最
後成為核酸(RNA)。
DNA成為雙螺旋狀構造。DNA是遺傳物質。能使細菌變質(Transform)。能
準確的自我複製或遺傳至下一代。
RNA核酸有核醣體核酸(Ribosomal RNA)、轉送體核酸(Transfer
RNA)及訊
息核酸(Messenger RNA)。
三.Gare中心定律(Central
dogma)
DNA作模板自我複製、DNA轉錄RNA、RNA轉譯蛋白質。
（DNA
--> RNA ---> Proteins
四.基因密碼
三個根基決定一個氨基酸。
在去氧核酸(DNA)上的訊息稱做核密碼(Codes)。在核酸(RNA)上的訊息稱作
密碼 (Codons)。在轉送核酸上為反密碼(Anticodons)。
五.生命在於基因的運作
遺傳物質為染色體染色體由基因組成。
人類細胞內的染色體有23對(46條)。
精、卵原細胞經有性分裂(Meiosis)成精卵子，精、卵子僅具有一半(23條)
染色體，精、卵再結合成受精卵(具23對，46條)染色體。受精卵經有絲分
裂(Mitosis)與分化作用成為個體。
基因的調控系統(operon)：
調控系統上的基因有調控基因(Regulatory gene)。啟動基因(Promoter)。
結構基因(Structural gene)等。
基因的轉移與重組(Gene tranfer and
recombination)：
在細胞分裂時經常會有染色體的轉移與重組。細胞特性因而會受到改變。
基因也可以受到剪下(Cut)，複寫(Copy)，和貼上(Past)的處理而成為另一
特性之基因。
有些酵素專門切基因，如限制脢(Restriction
enzymes)。
也有些基因可以移位，如移位基因(Transposon)。
基因也可以切下，再貼在質體基因(Plasmids)上。
基因可以由一個細菌內抽出，切下，貼在質體上，再轉移到另一個細菌
上，使接受質體的細菌變質(Transformed)。
基因庫(Gene library)與基因圖譜(Gene maps)：
基因由限制脢切割成片段後，再經電泳分離成片段的圖譜，稱基因圖譜。
所有的基因片段組成基因庫。每一個人或家族的切割點不一樣，可以得到
不同之片段長短，它的基因圖稱作限制段落長度多態(Restriction
fragment length polymorphism)。可做遺傳鑑定之用。
六.基因工程
基因轉殖,製造重組去氧核酸(Recombinant DAN)的方法：
1.用限制脢將基因切成段落。
2.將切斷的基因加以組合。
3.將此重組之基因用質體(Plasmid)來攜帶。
4.利用細菌大量製造重組基因。
聚合脢連鎖反應(Polymerase chain
reaction)可以將基因大量複製)。
基因轉移至細胞內之方法：
(1)DNA主導變質作用(DNA
mediated transformation)
DNA藉受體之細胞膜特性改變而進入細胞體內。
(2)顯微注射(Microinjection)
在顯微鏡下將DNA注入細胞核內。
(3)原生質融合(Protoplast fusion)
使兩細胞膜接觸融成一個細胞。
(4)藉濾過性病毒進入細胞中
七.生物技術：遺傳工程的應用
1.醫學上的應用：
(1)診斷(Diagnosis)
(2)治療(Gene
therapy)
(3)製造疫苗，醫療食品與藥物，蛋白質，細胞組織或器官等
(4)鑑定基因密碼排列
(5)其它
2.非醫學上之應用：
(1)轉殖植物、農作物(Transgenic
plants)
(2)轉殖動物、畜類(Transgenic
animals)
(3)食品工業(Food
technology)
(4)環境保護(Environmental
conservation)
(5)其它
八.討論
1.基因工程的基本原理為何?
2.基因工程在醫學上有何應用?
3.基因工程在非醫學上有何應用?
4.你認為用基因工程來改變人性(如果可行的話)有何問題?
你願意接受如此改變嗎?
5.何謂「基因主義」?
它會帶來什麼問題?
九.結論
十.參考資料
1.一般生物學/生物化學教科書 (略)
2.「遺傳工程與人的未來」(1995)潘柏滔著,
3.「複製之謎」(1997)李.希爾佛著,李千毅,莊安棋譯,
4.「基因複製」(1998)吉娜.科拉塔著,洪蘭譯,
5.「DNA的語言」,波拉克著,楊玉齡譯,天下文化
6.「基因聖戰」,畢修普,瓦德霍茲著,楊玉齡譯,天下文化
7.「自私的基因」,道金斯著,趙淑妙譯,天下文化
8.「繽紛的生命」,威爾斯森著,金恆鑣譯,天下文化