理论教育 基因工程:改变世界的神奇发明

基因工程:改变世界的神奇发明

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:复杂性状的遗传是由多种孟德尔因子或基因相互作用的结果。20世纪40年代,细菌实验确定脱氧核糖核酸是该基因的化学基础。这些和其他发现带来了分子生物学的发展,并带来了基因工程。基因工程现在是一项广受争议的实验技术,是为了改变活细胞的基因组以供医疗或工业用途而开发的。2.插入具有互补末端的基因,提供具有所需表型特性的生物学功能性复制子。

基因工程:改变世界的神奇发明

专利名称:生产生物功能分子嵌合体的方法

专 利 号:4,237,224

专利日期:1980年12月2日

发 明 者:(加利福尼亚州波托拉谷)斯坦利·科恩(Stanley Cohen)、(加利福尼亚州米尔谷)赫伯特·博耶(Herbert Boyer)

通过将可复制基因整合到细胞中来操纵DNA结构。

遗传学是一门关于遗传的科学,也是一门关于遗传机制的科学。通过这种机制,特征可以一代一代地传递下去,无论是病毒传给病毒、果蝇传给果蝇,还是令人讨厌的父母传给令人讨厌的孩子。1861年,奥古斯汀修士孟德尔(Gregor Mendel)为遗传学的概念播下了种子。孟德尔发现,豌豆的遗传性状以可预测的模式代代相传。

很久以后,人们发现孟德尔定律适用于所有物种,包括人类。然而,在很多情况下,基因的遗传比孟德尔的理论要复杂得多。复杂性状的遗传是由多种孟德尔因子或基因相互作用的结果。

20世纪40年代,细菌实验确定脱氧核糖核酸(DNA)是该基因的化学基础。恩特·詹姆斯·沃森(Enter James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)发现了遗传信息在DNA中的结构基础,打开了遗传学领域的大门,并由此丰富了许多科学分支。

1953年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克将DNA中遗传信息的结构基础描述为双螺旋。这种结构类似于顺时针螺旋扭曲的梯子。沿着DNA分子排列的核苷酸的顺序(双螺旋的横条)被发现可以指定蛋白质中氨基酸的线性排列。因此,遗传密码控制着从核苷酸序列到氨基酸再到蛋白质的转换,以及病毒和人类以外的生物体的结构。

遗传密码的作用是,DNA核苷酸的三联体各自指定单个氨基酸,限制酶也各自指定单个氨基酸。限制酶在特定位点切割DNA,并允许DNA在生物体内和生物体之间,以及物种之间进行体外重组。这些和其他发现带来了分子生物学的发展,并带来了基因工程。(www.daowen.com)

到1973年初,赫伯特·博耶和斯坦利·科恩将可复制的基因添加到一个简单的细胞中,从而产生了重组DNA。他们的发现不仅具有重要的基础意义,而且越来越多地应用于遗传生物学的许多分支,包括农业动物育种和医学。基因工程(或基因操纵)现在是一项广受争议的实验技术,是为了改变活细胞的基因组以供医疗或工业用途而开发的。事实上,本专利中描述的方法已经为一个陌生的新世界打开了大门。

第一批克隆的人类胚胎是由马萨诸塞州的一个科学家团队于2001年创造的,他们希望最终生产出克隆的干细胞来治愈疾病。

一个名为Clonaid的边缘组织成立于1997年,该组织声称已经成功克隆了几个人类婴儿。该公司是由雷尔运动(Raēlian Movement)的支持者建立的,公司网站上称其为“世界上最大的UFO相关组织”。该组织以其精神领袖“雷尔陛下”的名字命名,雷尔陛下提倡克隆是通向永生的途径。他们的说法尚未得到证实。

第一只克隆绵羊多莉
1996年7月,一只芬兰多赛特羊出生。它以乡村歌手多莉·帕顿的名字命名为多莉,并且它和她的同名歌手一样出名。她是从成年母羊的乳腺细胞中克隆出来的。它成年了,并与一只山地公羊自然交配,生了一只健康的小羊羔,引发了关于克隆人伦理道德的争论。

1.切割质粒或病毒DNA以提供具有可连接末端的线性DNA。

2.插入具有互补末端的基因,提供具有所需表型特性的生物学功能性复制子。

3.然后通过转化将复制子插入微生物细胞中。

4.转化体的分离提供了用于复制和表达修饰质粒中存在的DNA分子的细胞。

“来自完全不同生物类别的基因在特定微生物中复制和表达的能力允许实现种间遗传重组。因此,在特定微生物中引入特定代谢或合成功能的基因(如固氮、光合作用抗生素生产、激素合成、蛋白质合成——如酶或抗体)或类似功能是可行的,这些功能是通过与其他种类的有机体连接而固有的、控制特定质粒或病毒复制子的基因。”

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