| 双螺旋结构发现的前前后后(下) |
|
|
| 徐九武 科技日报 2003-05-08 |
噬菌体是专门侵染细菌和放线菌的一类病毒。它体积小，结构简单，除六角形头部含有DNA外，周身披有一个起保护作用的外壳和一个蝌蚪状的尾巴。侵染细菌时，先从自身尾部分泌出一种溶菌酶，将菌体某处的细胞壁溶解，然后再把头部的DNA经由这个缺口送入细菌体内。
噬菌体侵染细菌的过程有两种类型。一种叫烈性感染，即侵入菌体内的噬菌体DNA立即进行自我复制，产生新的DNA和蛋白质外壳，然后分泌溶菌酶使菌体细胞壁裂解，释放出新的噬菌体；另一种类型叫温和感染，即噬菌体DNA进入菌体细胞后，并不立即进行自我复制，而是插入到被感染菌体细胞的染色体内，潜伏下来。当细菌染色体进行自我复制时，它也跟着复制，并随染色体一同悄悄地进入子细胞内。可是一遇到紫外光照射等外来刺激，温和噬菌体的DNA就会立即脱离细菌染色体，迅速复制，进而使菌体裂解，释放出新的噬菌体。
生物学工作者用温和噬菌体去感染有鞭毛的沙门氏杆菌，并通过紫外光照射促使侵入菌体内的噬菌体DNA迅速复制，释放出成熟的噬菌体，然后再用它们去感染无鞭毛的沙门氏菌，结果使无鞭毛细菌长出了鞭毛。其原因在于，当温和噬菌体侵染有鞭毛的沙门氏菌，进行自我复制时，阴差阳错地误把菌体细胞中决定鞭毛性状的DNA片断，也裹进了自己的蛋白质外壳内，而当它们再去感染无鞭毛的沙门氏菌时，就把这种决定鞭毛性状的DNA片断带进了无鞭毛的沙门氏菌中，以至出现了使无鞭毛的菌长出鞭毛的怪事。这种现象叫“转导现象”。这一实验不仅再次证明，生物细胞中的DNA可以从一个细胞转移到另一个细胞，而且表明，在实现这种转移的过程中，噬菌体是一种理想的运载工具。
既然DNA是决定生物性状的主要遗传物质，在自然界中又存在着DNA的转移和重组，并且还有噬菌体等充当基因的运载工具，那么，能不能设法把不同生物细胞中的DNA分子分离出来，进行体外切割，以获得我们需要的某些特定基因；或者人工合成某些基因片断，然后再按照预先设计好的方案，让基因重新组合，通过一定的运载手段，把重组体重新送回到生物体细胞内，并使它的功能表达出来，从而突破远缘杂交的障碍，按照人们的意志改造生物、创造出新的品种呢？
如前所述，大肠杆菌是人类最熟悉的微生物之一。大肠杆菌细胞质中的质粒是一种环状DNA，出入细胞较为容易。加之它结构简单，繁殖快，易于培养，所以大肠杆菌自然就成了基因工程研究的对象和理想的操作工具。1969年，美国生物学家夏皮洛等人首先用生物学方法，从大肠杆菌的质粒环状DNA片断上人工分离出了基因。三年之后，美国科学家科恩，首次把两个大肠杆菌的质粒从细胞中分离出来，在体外让质粒中的DNA分子重新进行组合，然后再送回大肠杆菌中，使其成功地获得表达，从而第一次实现了基因操作。
自此以后，基因工程获得了如火如荼的发展，取得了一个个振奋人心的突破。今天，人们已经可以用基因操作突破种间壁垒，实现各种生物遗传性状的重组，基因工程已成为生物技术的核心技术，广泛应用于医药健康和各个产业部门。放眼未来，它在造福人类中的作用是无可限量的。
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
