基因、技術與政策/科學
從廣義上講，“生物技術”指的是“任何使用生物體或生物體部分來製造或改造產品、改良植物或動物，或開發用於特定用途的微生物的技術”。 [1]
生物技術結合了遺傳學、分子生物學、生物化學、胚胎學和細胞生物學等學科，這些學科又與化學工程、資訊科技和機器人技術等實用學科相關聯。
圖 1 顯示了生物技術如何隨著時間的推移而發展。在發展極點的一端是像微生物發酵這樣的傳統生物技術技術，早在 10,000 年前就被用於發酵啤酒、葡萄酒和乳製品。在發展極點的另一端是不斷發展的現代生物技術技術，如基因工程。使用基因工程技術，可以透過使生物體的一些基因失活或改變以及引入其他天然或人工基因（通常來自另一種生物體）來修改生物體的基因構成。
圖 1：生物技術梯度
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近年來，“生物技術”一詞已成為現代生物技術的代名詞，特別是基因工程技術在醫學和農業中的應用。因此，除非上下文要求否則，本入門教程中的“生物技術”指的是“現代生物技術”。
《卡塔赫納生物安全議定書》將現代生物技術定義為指任何涉及應用以下技術的流程：（i）體外核酸技術，包括重組脫氧核糖核酸和核酸直接注入細胞或細胞器，或（ii）超出分類科屬的細胞融合，這些技術克服了自然生理生殖或重組障礙，並且不是傳統育種和選擇中使用的技術。 [2]
儘管該議定書尚未生效（因為尚未有超過 50 個國家批准或加入該議定書），但該議定書對現代生物技術的定義已在國際範圍內得到認可。
然而，雖然國際上可能正在就上述定義達成共識，但嚴格來說，這種定義僅在使用“現代生物技術”一詞來解釋或執行該議定書時才適用。
至少有四個這樣的技術術語：遺傳學、基因、基因組和轉基因生物。
遺傳學是生物學的一個分支，它處理所有生物體遺傳和變異的原理。它是研究父母為何以及如何將其一些區別特徵傳給後代的學科。它的重點是基因及其功能。
基因是遺傳的基本單位，也是我們身份的最終決定者。它攜帶使細胞能夠產生特定蛋白質的指令。（需要注意的是，在任何給定時刻，只有某些基因是活躍的，而且環境也會對其造成影響。 [3] )
基因是脫氧核糖核酸（“DNA”）分子的一部分。 [4] DNA 存在於所有活細胞中，包含編碼細胞結構、組織和功能的資訊。 [5] 它由兩條螺旋形樓梯狀相互纏繞的鏈組成。 [6]
圖 2：DNA、基因和蛋白質
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生物體中的每個細胞都有一或兩組基本的 DNA 補充物，稱為基因組。基因組本身由一個或多個稱為染色體的極長線性排列的 DNA 分子組成。如前所述，基因是 DNA 的功能區域。它們是染色體的活躍片段。7 圖 3 顯示了基因組、染色體、DNA 和基因之間的關係
圖 3：生物體的連續放大，重點關注遺傳物質
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在現代生物技術 8 中，透過將細胞暴露於攜帶所需基因的“外來”DNA 片段（通常來自另一種物種）來改變生物體的基因組。這種 DNA 被攝入並插入受體的一個或多個染色體中，在該位置它像基因組的任何其他部分一樣被遺傳。這樣修改的細胞稱為轉基因細胞。轉基因生物可以從轉基因細胞中產生。轉基因生物的所有細胞都包含額外的外源 DNA。9
轉基因生物（也稱為“轉基因生物”或“活體修飾生物”）沒有統一的定義。然而，人們普遍認為它是包含經過基因工程技術改變或從另一個物種或同一物種轉移的基因的植物、動物或微生物。
我們對生物學的認識不斷增長，因此我們需要強大的工具來組織這些知識。資訊科技透過生物資訊學領域 [10] ，使快速組織和分析生物資料成為可能。生物資訊學將生物學、計算機科學和資訊科技融合在一起，以管理和分析基因組資料，其最終目標是理解和模擬生物系統。 [11]
方框 1. 如何基因工程植物。植物基因工程的過程需要成功完成五個步驟。
圖 4
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至少有兩個原因。第一個原因與現代生物技術為人類帶來的潛在益處有關。歐盟委員會（2002 年） [12] 將現代生物技術稱為繼資訊科技之後的“知識經濟的下一波浪潮”，以及“最具前景的前沿技術”。 [13] 它已確定以下領域的應用
1. 醫療保健。生物技術可用於找到新穎且創新的方法來滿足老齡化人口和貧困國家的需求。
2. 作物生產。生物技術可以透過農藝改良作物來提高食品質量和環境效益。它可用於生產具有更高營養價值等增強特性的食品。
3. 作物的非食用用途。生物技術還可以改善作物的非食用用途，作為工業原料或生物降解塑膠等新材料的來源。例如，現在正在利用油菜籽生產高價值的工業用油。在適當的經濟和財政條件下，生物質可以透過液體和固體生物燃料（例如生物柴油和生物乙醇）以及生物脫硫等工藝為替代能源做出貢獻。 [14]
4. 環境用途。生物技術可以帶來保護和改善環境的新方法，包括汙染的空氣、土壤、水和廢物的生物修復，以及開發更清潔的工業產品和工藝，例如生物催化。 [15]
瞭解生物技術很重要的第二個原因是，隨著越來越多的生物技術衍生產品進入市場，這些產品很有可能進入大多數國家，即使是那些沒有利用生物技術進行生產的國家。如果政府要有效地監管生物技術產品並確保對環境、人類健康和社會結構的任何不利影響（如果有）得到妥善管理，甚至避免，則需要熟悉現代生物技術。