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为什么基因工程可以“指挥”细菌生产药物？

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大自然是药物的宝库，许多具有良好疗效的药物都来自人体或其他生物体产生的天然成分。比如，青霉素就是由青霉菌代谢产生的一种抗生素。在实验室发现的一些药物的疗效很好，但在大规模生产使用时常常会遇到这样的难题：天然物质的化学结构复杂，人工合成起来非常麻烦，而如果从原本发现这些天然物质的地方进行提取，也只能得到很少的量，无法满足大规模使用的需求。而这个时候，小小的细菌就可以解决这个问题。细菌适应环境的能力很强，对生长环境不挑剔，繁殖也很快，因此只需要比较低的成本就可以“饲养”很多细菌来为我们服务。不过，这些细菌本身并不产生我们需要的药物，如何才能让它们学会生产药物的本领呢？一种生产抗生素的放线菌科学家通常利用基因工程的方法解决这个问题。此类药物通常是人体或其他生物体内的蛋白质，或是由酶类催化产生的，而这些蛋白质又是在相应的基因“指挥”下合成的。如果能够找出对应药物生产的基因，把它们带入到细菌的体内，并让它们发挥作用，细菌也就能够替代原来的生物体生产药物了。在基因工程的研究中，人们首先会对能产生天然药物的生物体进行研究，从它的细胞中找到“指挥”药物合成的遗传基因。此后，科学家会利用一种叫作聚合酶链式反应（PCR）的方法复制出许多药物合成所需的基因，并把它们连接在作为载体的质粒（一种小的环状DNA分子）上。人们会首先利用剪切DNA分子的酶类把质粒“剪开”，然后再利用连接酶将基因片段“粘贴”进去。这样的载体做好后，它们会被导入到细菌体内。于是，质粒中的基因就可以在细菌体内复制，并且“指挥”细菌生产药物了。

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更新时间：2024-01-01 08:04:02
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