《世界糧食日解讀轉基因農業》 ——中國農學會轉基因科普巡講(河南洛陽站)講稿
主辦:中國農學會
承辦:河南省農學會 河南農業職業學院
主講:楊青平(河南日報退休高階編輯、大河健康報退休總編)
節選其中關於轉基因的內容:
第6講:20世紀遺傳學的發展與應用
1900年,發現孟德爾的《植物雜交試驗》論文,標誌著遺傳學建立。1909年,丹麥遺傳學家約翰森創造了gene這個單詞,用來表示孟德爾的“遺傳因子”,讀音為“基因”。1928年,美國遺傳學家摩爾根透過果蠅雜交實驗,確認控制性狀的基因存在於細胞核裡的染色體上。摩爾根獲得1933年的諾貝爾生物學或醫學獎。
基因存在於染色體上。染色體這個名詞可以顧名思義,就是細胞染色之後呈現較深顏色的棒狀物體,而對細胞染色是為了在顯微鏡下把細胞看清楚。染色體的主要成分是脫氧核糖核酸,英語縮寫為dNA,這是一個有機大分子,它的一個個片段就是一個個基因,基因是由核苷酸組成的,核苷酸是由核糖、磷酸、鹼基組成的。
1953年,美國人沃森,英國人克里克,在英國劍橋大學共同發現dNA的結構是雙鏈螺旋狀結構。二人獲得1962年的諾貝爾生物學或醫學獎。克里克2004年去世,沃森仍健在,已經90高壽,2016年123名諾貝爾獎獲得者簽名支援轉基因,也有沃森。
發現dNA的雙鏈螺旋狀結構,是遺傳學的分水嶺。以前是細胞遺傳學,以後是分子遺傳學,在分子水平上研究遺傳學,我的理解,就是遺傳學回歸化學,研究化學分子的變化,主要是研究dNA這個分子的變化。
1957年,科學家預測,酶協助dNA製造了RNA,RNA是單鏈螺旋狀結構,相當於半拉dNA,RNA製造了蛋白質。這種定向三角關係叫“中心法則”,後被實驗所證明。可以簡化為:基因(dNA片段)“翻譯”產生RNA片段,RNA“翻譯”產生蛋白質;不同的基因產生不同的RNA片段,不同的RNA片段產生不同的蛋白質。還可以把RNA簡化掉,簡化為兩句話:基因轉錄產生蛋白質,不同的基因產生不同的蛋白質。
我們通常說蛋白質是生命的載體,為什麼蛋白質是生命的載體呢?因為生物體內各種細胞的結構是由各種蛋白質為框架組成的。還因為生物體內有很多種酶,不同的酶催化不同的化學反應,而酶也是蛋白質。
我們通常說基因決定性狀,基因是怎樣決定性狀的呢?是這樣的:基因轉錄產生蛋白質,不同的基因產生不同的蛋白質,不同的蛋白質構成不同的細胞,不同的細胞構成不同的組織及器官,不同的蛋白質、組織及器官都可能表現不同的性狀,歸根結底是基因決定性狀。酶也是蛋白質,也是基因產生的,不同的酶催化不同的化學反應,化學反應就是生命活動,生命活動就是生命性狀,歸根結底是基因決定性狀。
1959年,科學家發現不同細菌之間的轉基因現象,即一種細菌的一個基因可以插入另一種細菌的dNA之中。1961年,發現同一種細菌內部,一段dNA脫落下來,轉移並插入到別處dNA的鏈條之中。1963年,發現一種病毒dNA,可以隨機插入細菌dNA之中。1967年,在大腸桿菌中發現dNA連線酶,這種酶可以讓兩段dNA連線起來。1968年、1970年、1971年,三個科學家分別發現細菌的限制性內切酶,這種酶可以將dNA切斷。
總結一下:dNA分子結構像鐵路一般,一段鐵路可以移走並插入他處,一段dNA也可以移走並插入他處;移走一段鐵路並插入他處需要工具,移走一段dNA並插入他處需要酶;