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DNA秘密之“教义”及其修正篇

上一篇 / 下一篇  2010-09-05 15:09:34

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科学技术发展到今天,人类真正实现了伟大领袖毛主席诗词中的的宏伟愿景,这就是“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”,不过还得加上一句,就是“深入细胞捉分子”。
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dHH8xi^hzg0不过话说回来,宇宙飞船上天的原理再复杂,好歹实物让大家肉眼可见,尽管多数人是在电视里,也算大饱眼 福了。但说起这个玩分子,比如分子遗传学什么的,鉴于统统发生小小细胞里,肉眼凡胎看不见摸不着,讲起来也总让人感觉有那么一点晦涩难懂。不过毕竟DNA 支配着每个人的一生,还事关人类的发展,尽管我们看到的玩其的结果,多数还局限在类似于初生的曙光上,还是需要更多地了解曙光生成的历史。
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随着黑尿病等先天可遗传新陈代谢病的被关注,人们越来越相信,基因制造了生物体定最重要的一类蛋白质——催化体内生化反应的酶,通过这个,基因发挥自己神奇之遗传作用。体内缺少一种酶,往往意味着性状的改变,黑尿病就是一个典型的实例。
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_.M(J]J/_.sbN0尽管上世纪四十年代初人们还不了解遗传基因的真面目,“一个基因,一个酶的说法”却已流传开来。并且获得了起来越多的实验证据。DNA双螺旋结构揭示之后,把注意力集中在破解基因和蛋白质之间关系的秘密也就成了顺理成章的事情了。
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接下来的问题是,基因如何发出并实施自己的指令,完成制造蛋白质的过程?

:C7g,^R:I{$x0人们注意到,虽然DNA与蛋白质的关系密不可分,但在细胞中却各有自己的“居所”,DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质的合成地点却在细胞质中。像DNA这样的大分子是不可能随意走动的,否则遗传信息丢了可不得了,
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造物主真是厉害,在制造主载生命的DNA分子的时候,还给它配备了专们的助手——体形小巧、灵活多变的RNA分子,充当DNA和蛋白质之间信息传递的助手。
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生物学研究总是充满了从猜想到实证,从宏观观察分析,寻找思路,到获取微观实验证据的过程。综合已有的发现,甚至在没有获取双螺旋之前,沃森就已经得出了遗传信息是从DNA到RNA再到蛋白质这一传递过程的推测,确信RNA在DNA合作蛋白质的过程中充当了模板。
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这个被表述为DNA→RNA→蛋白质的公式,被沃森用胶布贴在了他办公桌上方的墙壁上。正是这个不起眼的公式,恰当说明了遗传信息的传递路线,后来被称作生物学的“中心法则”。显然,这一起源于推测的著名公式,对于人们在分子水平上解开遗传之谜是起了很大推动作用的。
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T0HH"R&Y0h'?01958年,中心法则由克里详细阐述,认为信息可以从核酸 传递到核酸或者从核酸传递到蛋白蛋,但不能从蛋白质传递到核酸。说句题外话,人们注意到,中心法则的英文是“central dogma”,这里”dogma”直译即“教义”,而像克里克这样一个唯物主义科学家,竟然用这样一个充满宗教色彩的术语去表述一个科学假说,确实有点奇 怪。科学概念的命运总是有两种,要么演变成经典“教义”,要么停留在“异端邪说”。
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不过,科学的“教义”,往往不是不是颠扑不破的真理,中心法则这一“教义”的被修正,就是一个实例。1975 年的诺贝尔生理和医学奖授予了逖明(H.Temin),达克贝尔(R.Dulbecco)和巴尔蒂摩D.Baltimore。其中逖明的重要贡献就是证明 了遗传信息从DNA到RNA的传递路线,不是永恒不变的,病毒中逆转录酶的发现,证明遗传信息的传递是可逆的。从DNA到RNA是遗传信息的转录过程,这 个过程反过来进行,就是逆转录。分析测试百科网4@2Q e.T,VMZW
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基 因的逆转录现在已成为一个很时髦的研究手段。在研究基因的过程中,常常要做一些与基因转录反过来的游戏,即进行基因的逆转录。在自然状态下,逆转录主要发 生于病毒中,确切地说是逆转录病毒或反转录病毒,它们是导致肿瘤和爱滋病的元凶。由于逆转录病毒体内存在着逆转录酶,在它的作用下,遗传信息从RNA流向 DNA。逆转录现象的发现对于基因施工有它的实际意义。在基因工程中经常需要根据已知蛋白质合成相应的DNA。通常的做法是在蛋白质表达的鼎盛时间分离提 取RNA,并引入逆转录酶参与,在它的帮助下实施逆转录,即从RNA合成DNA,这样得到的DNA称做cDNA。在基因库的建立过程中要用到逆转录技术, 在基因组研究中它也是常用的手段。生物体内有成千上万个基因,它们对生物本身的重要性存在差异,科学家们往往从影响生物的重要蛋白质着手研究,从蛋白质反 推出DNA然后进行进一步的基因分析,这样肯定会少走很多弯路。分析测试百科网 j;l}-XX#@B'@v9uU
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逆转录酶的发现,进一步完善了遗传信息的传递路线,是“中心法则”的进一步发展。
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0UR:ko-T4e0遗 传信息流向蛋白质的进一步细节:既然像DNA这样的大分子无法随意进入细胞质中,肯定需要一个传递遗传信息的使者,这个使者就是信使RNA即mRNA。 mRNA从DNA那里拷贝一份遗传信息,并把它带入细胞质中,继而翻译成蛋白质。按照mRNA上的遗传信息,由信使RNA作模板合成蛋白质的过程叫翻译。 合成蛋白质的过程就是基因的翻译过程。参加翻译工作的还有两种RNA:一种是转运RNA,简写成tRNA,它的功能是作为氨基酸的“专车”,及时地将特定 的氨基酸运到mRNA那里,源源不断地供应蛋白质合成的原料。还有一种就是核糖体RNA,即rRNA,它的功能是作为蛋白质合成的场所。这三种RNA分工 合作,有条不紊地完成整个翻译工作。

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