《基因傳》(1)

一直想了解一些基因相關的知識,甚至幾次想找學校的教材來看看,似乎都比較偏理論,唯恐看不懂。偶然發(fā)現(xiàn)《眾病之王---癌癥傳》的作者悉達多·穆克吉寫了該書的前傳---《基因傳》,雖然是部大塊頭,網(wǎng)上評價很不錯,試著讀讀看。

《基因傳》以作者自身的故事展開,一個有精神病史的家族,作者也在探尋家族以及自己的命運的真相,一種自己無法選擇,可以被認知,但當前還無法改變的命運。

基因技術的發(fā)展大約經(jīng)歷了以下歷程:

起點達爾文和孟德爾

忽略古典哲學上的人類來源的問題探究,“物競天擇,適者生存”,這句大家耳熟能詳?shù)倪_爾文進化論的名言,是人類了解自身從何而來的問題起點。與達爾文同時代的默默無聞的孟德爾,通過種植豌豆以及研究豌豆的代際形態(tài),奠定基因研究的發(fā)端。

孟德爾的布道者貝特森

英國生物學家威廉.貝特森,第一次聽說孟德爾的試驗后,就折服于他的研究,并成為孟德爾定律的布道者。1905年命名新名詞Genetics,遺傳學,研究遺傳于變異的規(guī)律的學科。

優(yōu)生學的災難

在人類還沒有基本了解基因的基本形態(tài)、物理與化學結構等基本問題,卻把這種膚淺的理解應用到了人類自身的改造上了。高爾頓,達爾文的表弟,在研究家譜以及一些人的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)后,提出了優(yōu)生學:加速選擇主動適應身體健康的對象,同時淘汰那些被動接受與體弱多病的同類。在歐洲掀起的這場運動,在美國得到了實際的應用,特別是一些所謂的“弱智”被送進收容所,被迫強制絕育。更可怕的是,所謂弱智等缺陷的判斷演變成非常隨意,釀造無數(shù)的悲劇。當然,在優(yōu)生學的搖籃歐洲,德國打著優(yōu)生學的“科學”幌子,制造了慘無人道的種族大滅絕。

摩爾根與果蠅

基因的在細胞內(nèi)到底藏身何處?德國胚胎學家西奧多.波弗利提出基因存在于細胞核內(nèi)的染色體上。波弗利的學生在黃粉蟲蟲身上證實了這一猜想:雄性黃粉蟲是由Y染色體這種特殊因子決定,同時Y染色體只存在雄性胚胎中。托馬斯.摩爾根推崇波弗利及其學生的工作,但是他希望對基因的形態(tài)進行具體的描述。于是,摩爾根在果蠅身上重復孟德爾的類似實驗,發(fā)現(xiàn)了:

  • 基因連鎖定律:基因彼此之間存在物理連接,意義在于相同染色體上存在物理連接的基因將一起遺傳。
  • 基因互換:某些基因可以從伙伴基因解除連鎖,并且從父本染色體交換到母本染色體,或者與之相反。比如出現(xiàn)罕見的藍眼睛黑頭發(fā)后代。

多布然斯基的基因表達

基因型 + 環(huán)境 + 觸發(fā)器 + 概率 = 表型
解決了物種起源的問題!

穆勒的X射線與基因突變

穆勒用X射線照射過的雌雄果蠅,其子代出現(xiàn)了各種突變體!說明:基因是物質(zhì)構成的;基因具有可以移動和傳遞的特點,并在能量的又帶下發(fā)生改變。

納粹優(yōu)生學

納粹清除與絕育“遺傳病”人;大量雙胞胎實驗數(shù)據(jù);意外貢獻,歐洲大量的科學家移民美國,促使生命科學得到快速發(fā)展。

DNA結構

  • 染色質(zhì)由蛋白質(zhì)和核酸兩種化學物質(zhì)組成
  • 核酸由DNA和RNA(核糖核酸)組成
  • DNA由四個堿基組成:AGCT
  • RNA由ACGU組成
  • 生物物理學興起,雙螺旋結構在晶體與X衍射實驗下被發(fā)現(xiàn)建立,主要貢獻者沃森,克里克,威爾金斯獲得諾貝爾獎,女強人富蘭克林37歲死于卵巢癌,英年早逝。

比德爾與塔特姆

基因通過編碼信息來合成蛋白質(zhì),然后由蛋白質(zhì)來實現(xiàn)生物體的形態(tài)或者功能

弗朗西斯.克里克 的中心法則

DAN經(jīng)過轉錄形成RNA,然后RNA通過翻譯合成蛋白質(zhì),并且最終由蛋白質(zhì)構建結構并執(zhí)行功能,從而讓基因展現(xiàn)無窮無盡的生命里

基因調(diào)控、復制與重組導致基因多樣性

  • 基因調(diào)控:蛋白質(zhì)控制基因的啟動與終止的作用,它可以讓細胞的遺傳信息與原油拷貝基礎上變得更加豐富多彩。
  • 基因復制:聚合酶提供能量啟動DNA復制(如果調(diào)節(jié)分子自身發(fā)生失控,沒有任何手段能夠阻止細胞的持續(xù)復制,癌就這樣形成了)
  • 基因重組:基因突變,包括DNA被化學物質(zhì)或者X射線破壞,以及DNA復制時產(chǎn)生偶然錯誤;另外就是父本和母本DNA可以互換位置,產(chǎn)生雜合體。

基因的雙螺旋結構充分展示了堿基配對的原則的重要性,這些互為鏡像的化學物質(zhì)使得基因可以根據(jù)正??截愡M行重建,即基因修復。保證了遺傳信息準確性與穩(wěn)定性。

生命之源之人類胚胎發(fā)育

“母體效應”基因可以使早期胚胎按照化學梯度形成主軸(頭尾軸,背腹軸,以及左右軸),接下來,某些功能基因啟動胚胎分裂,形成大腦、脊髓、骨骼、皮膚、內(nèi)臟等主要結構。最后,器官構建基因授權構造四肢、手指、眼睛、腎臟、肝臟、肺等器官、部位與結構

基因剪輯

1973年2月,博耶和科恩,用限制性酶切開兩個細菌質(zhì)粒,并且讓兩種質(zhì)粒的遺傳物質(zhì)進行互換。然后通過連接酶將攜帶由雜交DNA的質(zhì)粒緊密封閉起來,接著用改良版的轉化反應將制備的嵌合體導入細菌細胞中。含有基因雜合體的細菌在培養(yǎng)皿上迅速繁殖,形成菌落!一個全新的世界誕生!

基因測序

DNA由四個堿基(ACGT),三個相連的堿基可以編碼蛋白質(zhì)中的某個氨基酸,即三聯(lián)體。
桑格不斷重復蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的鑒定,從而獲得胰島素的氨基酸鏈的組成,獲得諾貝爾獎。

基因克隆

逆轉錄酶:使用RNA作為模版構建DNA的酶
克隆:在細胞內(nèi)逆轉錄酶的協(xié)助下,每條RNA都可以作為模版來構建與之相應的基因,從而生物學家制作全部活躍基因的目錄或者文庫。免疫學家可以篩選出不同細胞中活躍與不活躍基因。只要基因被驗明正身,就可以在細菌中成百萬倍的進行擴增,然后對基因進行分離測序,并確定對應RNA與蛋白質(zhì)序列,此外還可以確定調(diào)控區(qū)域的位置,也可以將發(fā)生突變的基因插入到不同細胞中,破譯該基因的功能結構。通過這種技術,可以克隆細胞受體。

至此,基因克隆和測序奠定了基因技術的發(fā)展的基礎。(到此,全書總結了1/2)

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