遗传工程方兴未艾

遗传工程方兴未艾

开心问答

什么是DNA？

遗传过程中的变异现象

几乎所有生物都跟它们的上一代基本相同，而且还能生出和自己基本相同的下一代来，这种现象叫做遗传。但是，下一代跟上一代又不会完全相同，总会发生一些极细微的差异，这种现象叫做变异。

那么，遗传和变异是由什么决定的呢？经过科学研究，现在已经断定，它们是由一种物质决定的，这种物质就是核酸。核酸主要集中在每个细胞核里，生物的下一代接受了上一代的核酸，这些核酸对它们的生长和发育起着决定性作用，所以要深入研究核酸的化学结构，就可以揭开遗传和变异的奥秘。

抓住遗传密码

核酸是一种非常复杂的化合物，它有两种类型：一种是脱氧核糖核酸，通常用DNA表示；另一种是核糖核酸，通常用RNA表示。

我们就以脱氧核糖核酸来说吧，它是一种高分子长链多聚物，一个分子是由几十个到几十亿个以上的核苷酸组成的，核苷酸又可以分成四种类型。这四种类型的核苷酸的排列次序不同，就决定了各种生物的遗传结果。核苷酸好比电报密码，电报密码虽然不多，但编排顺序却可以千变万化，每一组不同密码编排代表一个中文意思。同样道理，核苷酸虽然只有四种类型，成千上万个核苷酸编排顺序的不同，就可产生不同的遗传基因。所谓基因就是组成遗传物质的最小单位。正因为核苷酸的编排顺序类似电报密码，人们就把它称作“遗传密码”。生物就靠脱氧核糖核酸分子长链上的各种不同的“遗传密码”保证遗传性状一代一代传递下去，如果“遗传密码”出了一点差错或遗漏，必然会影响下一代的生长发育而发生变异。

既然遗传基因就在脱氧核糖核酸分子长链上，那么，人们如果识别了这些密码，能不能通过增添或除去一些基因，有目的地改造生物呢？

新兴的遗传工程学

遗传工程就是根据这种设想产生的，它用类似工程设计的办法，先对生物进行设计，把一种生物体内的脱氧核糖核酸分子分离出来，经过人工“剪切”，重新组合，再安到另一种生物的细胞里，使这种生物具有某些新的结构和功能。用基因工程创造出来的新生物，最大的优越性是可以在短期内培育出生物新品种，从而产生出人们期望的生物产品。

随着分子遗传学的飞跃发展，人们对基因的结构、功能及其活动规律有了相当深入的了解。60年代末至今，人们又相继发现一些能够切割和连接遗传物质的工具酶，从而为干预生命体的遗传物质，改造生命体的遗传特性、直到创造新的生命类型奠定了基础。在这样的科学背景下，对基因进行改造的遗传工程便应运而生了。

1973年，美国斯坦福大学以科恩为首的研究小组在试管中将大肠杆菌里面的两个不同的称为质粒的遗传基因物质成功地组合在一起。结果，这一杂合的质粒不仅能在细胞内复制，还能表达双亲质粒的遗传信息。这是遗传工程的第一个成功的实验。后来，他们又用动物细胞的基因和大肠杆菌质粒进行实验，结果同样取得了成功。在这种情况下，科恩以DNA重组技术的发明人身份向美国专利局申报专利，这是世界上第一个遗传工程专利技术。

真正的高科技技术

遗传工程属高科技项目，当今世界许多国家的科学家都在努力研究这项技术。为使这项高深的技术能让你理解，我们不妨举个例子来说：如果我们想使某种细菌能像蚕一样合成丝蛋白，生产出蚕丝来，就可以把蚕的脱氧核糖核酸的分子分离出来，“剪切”下制造丝蛋白的“基因”，再从细菌的细胞里提取出一种叫做“质粒”的脱氧核糖核酸分子，把它和“剪切”下来的“基因”接在一起，再送回到细菌的细胞里。

这个办法说起来简单，可是要做到这一点起码要有两种酶。因为脱氧核糖核酸的分子非常小，要用电子显微镜才看得见，要把它链上的制造丝蛋白的“基因”“剪切”下来，当然不能用普通的剪刀，而要用一种遗传工程上专用的能使DNA断裂的化学物质，称为“限制性核酸内切酶”。这种所谓的剪刀其实是一种蛋白质，它有个特殊的本领，能识别脱氧核糖核酸分子上特定的位点，把它分成长短不一的片断。有时候恰到好处，剪下来的是整个基因，有时候也会把基因剪坏。但也不要紧，因为到目前为止，已经发现了上百种限制性核酸内切酶，等于有了上百种各种各样剪刀，总能挑选到一种合适的不会把基因剪坏的“剪刀”来剪，这样才能使两个“切口”正好互相吻合。为了使它们连接得更加牢固，还要用另一种酶，叫作连接酶，把接缝抹掉。

经过上述一套手术，细菌将会像蚕那样合成丝蛋白，有了产丝的本领。

直到目前，上面的设计还处在试验阶段，没有实际应用。但我们相信，沿着这条道路走下去，将来总有一天，可以把动植物的遗传基因移植到细菌里去，或是把细菌遗传基因搬到动植物细胞中来。这样，人们就有可能创造出许多新品种的生物。

遗传工程制造的惊喜

现代遗传工程，犹如造物主，由它们改造和创造的新生物正在一批一批从实验室走向大自然。人们对此是有喜也有忧。喜的是，人们终于掌握了这一尖端技术，可以用来为人类造福；忧的是，万一有人用这种技术创造一个祸害人类的怪物，后果则不堪设想。

可是，遗传工程毕竟以其特殊的优越性和创造奇迹的潜力吸引着生物学家们，为此，世界各国都已把遗传工程列入尖端技术行列，并正在积极组织研究、实施，希望扬长避短、尽显其能。

答：又称去氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。