關(guān)于生命科學(xué)的關(guān)鍵詞

羅琳

分子生物學(xué)

分子生物學(xué)（Molecular Biology），是從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)，主要研究領(lǐng)域包括蛋白質(zhì)體系、蛋白質(zhì)-核酸體系（中心是分子遺傳學(xué)）和蛋白質(zhì)-脂質(zhì)體系（即生物膜）。研究?jī)?nèi)容包括各種生命過(guò)程。比如光合作用、發(fā)育的分子機(jī)制、神經(jīng)活動(dòng)的機(jī)理、癌的發(fā)生等。1953年沃森、克里克提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。

克隆

克隆是英文“Clone”的音譯，原意是指以幼苗或嫩枝插條，以無(wú)性繁殖或營(yíng)養(yǎng)繁殖的方式培育植物?？寺∈侵干矬w通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行的無(wú)性繁殖，以及由無(wú)性繁殖形成的基因型完全相同的后代個(gè)體組成的種群。通常是利用生物技術(shù)由無(wú)性生殖產(chǎn)生與原個(gè)體有完全相同基因的個(gè)體或種群。過(guò)程大致為：先將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，利用微電流刺激等使兩者融合為一體，然后促使這一新細(xì)胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎。當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后，再植入動(dòng)物子宮中使動(dòng)物懷孕，便可產(chǎn)下與提供細(xì)胞核者基因相同的動(dòng)物。這一過(guò)程中如果對(duì)供體細(xì)胞進(jìn)行基因改造，那么無(wú)性繁殖的動(dòng)物后代基因就會(huì)發(fā)生相同的變化。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論基礎(chǔ)來(lái)源于進(jìn)化論衍生來(lái)的分子生物學(xué)。基因片段的來(lái)源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被轉(zhuǎn)入特定生物中，與其本身的基因組進(jìn)行重組，再?gòu)闹亟M體中進(jìn)行數(shù)代的人工選育，從而獲得具有穩(wěn)定表現(xiàn)特定的遺傳性狀的個(gè)體。該技術(shù)可以使重組生物增加人們所期望的新性狀，培育出新品種。1974年，科恩將金黃色葡萄球菌質(zhì)粒上的抗青霉素基因轉(zhuǎn)到大腸桿菌體內(nèi)，揭開(kāi)了轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用的序幕。

人類基因組計(jì)劃

這是一項(xiàng)跨國(guó)家跨學(xué)科的探索工程，人體2.5萬(wàn)個(gè)基因的30億個(gè)堿基配對(duì)是研究的目標(biāo)，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)六國(guó)參與，最終目的是繪制出人類基因圖譜。這項(xiàng)計(jì)劃與曼哈頓計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱為三大科學(xué)計(jì)劃。從1985年啟動(dòng)到2003年最終的序列圖繪制完成，該計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)家在1999年加入，承擔(dān)了1%的測(cè)序任務(wù)，并于2001年8月26日完成中國(guó)卷。

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

1952年，奧地利裔美國(guó)生物化學(xué)家查伽夫測(cè)定了DNA中4種堿基的含量，發(fā)現(xiàn)其中腺嘌呤與胸腺嘧啶的數(shù)量相等，鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶的數(shù)量相等。這使科學(xué)家沃森和克里克立即想到4種堿基之間存在著兩兩對(duì)應(yīng)的關(guān)系，形成了腺嘌呤與胸腺嘧啶配對(duì)、鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶配對(duì)的概念。1953年2月，他們看到了富蘭克林在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片，這一下激發(fā)了他們的靈感。他們不僅確認(rèn)了DNA一定是螺旋結(jié)構(gòu)，而且分析得出了螺旋參數(shù)。他們采用了富蘭克林和威爾金斯的判斷，并加以補(bǔ)充：磷酸根在螺旋的外側(cè)構(gòu)成兩條多核苷酸鏈的骨架，方向相反；堿基在螺旋內(nèi)側(cè)，兩兩對(duì)應(yīng)。1953年2月28日，第一個(gè)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型終于誕生了。 雙螺旋模型的意義，不僅意味著探明了DNA分子的結(jié)構(gòu)，更重要的是它還提示了DNA的復(fù)制機(jī)制：由于腺膘呤（A）總是與胸腺嘧啶（T）配對(duì)、鳥(niǎo)膘呤（G）總是與胞嘧啶（C）配對(duì)，這說(shuō)明兩條鏈的堿基順序是彼此互補(bǔ)的，只要確定了其中一條鏈的堿基順序，另一條鏈的堿基順序也就確定了。因此，只需以其中的一條鏈為模版，即可合成復(fù)制出另一條鏈。

大事件BREAKING NEWS

生命科學(xué)在二十世紀(jì)獲得了突飛猛進(jìn)的成就，從雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)，人類就開(kāi)始逐步解開(kāi)上帝的生命密碼，讓我們來(lái)看看這些關(guān)鍵的結(jié)點(diǎn)——

1953年4月，雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)。年僅25歲的詹姆斯·沃森和37歲的弗朗西斯·克里克建立了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，使得生命科學(xué)進(jìn)入了分子生物學(xué)的時(shí)代。這算得上生物學(xué)上的革命性事件。

1965年9月，我國(guó)第一次使用人工方法合成了具有生物活性的牛胰島素。這對(duì)于我國(guó)生命科學(xué)的發(fā)展同樣是個(gè)革命性事件，它突破了有機(jī)物分子和生物大分子的界限，使得人工合成生命有了可能。

1970年到1980年，分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段。

1985年，美國(guó)科學(xué)家凱利·穆利斯發(fā)明了聚合酶鏈反應(yīng)，就是DNA擴(kuò)增法，意味著PCR技術(shù)誕生。這使得基因技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。

1996年7月，實(shí)際上第一只克隆羊多莉誕生。這只克隆羊的特別之處在于，它是采用體細(xì)胞克隆技術(shù)誕生的，一共經(jīng)歷了三個(gè)母親：基因母親、借卵母親和代孕母親。

2000年6月，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)的六國(guó)科學(xué)家共同宣布，人類基因組草圖繪制工作完成，95%的常染色質(zhì)區(qū)域被測(cè)序，序列錯(cuò)誤率低于萬(wàn)分之一。人類基因?qū)＠麕?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。