为了更客观看待转基因技术，介绍一下基因的科普知识

一地工

　　现代科学已经证实，蛋白质和核酸是生命的物质基础。生命活动主要通过蛋白质来体现，而生物体的遗传特征则主要由核酸所决定，基因就是核酸上的功能单位。介绍基因的科普知识，必需从蛋白质和核酸讲起。

　　革命导师恩格斯早已指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更新。”这里所说的“蛋白体”，实质上指的是“蛋白质”。所以他接着说：“我们所知道的最低级的生物，只不过是简单的蛋白质小块，可是它们已经表现了生命的一切本质的现象。……如果化学有一天能够用人工的方法制造蛋白质，那么这样的蛋白质就一定会显示出生命现象，即使这种生命现象还很微弱。”

　　值得一提的是，恰恰是我国科学工作者，在马列主义毛泽东思想的指导下，在世界上首先实现了蛋白质的人工合成。从1958年起，我国科学工作者就开始了合成多肽的研究工作，经过六年零九个月的艰苦努力，于1965年9月合成一种具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。之后又开始向新的世界科学高峰——人工合成核酸的研究进发，并取得可喜的成果。

　　生物大分子蛋白质和核酸的结构很复杂，我们知道，水是由三个原子组成，分子量是18；食盐含有两个原子，分子量是58。而蛋白质和核酸等生物大分子则通常由几千甚至几十万个原子组成，分子量可从几万一直到几百万以上。正是这些生物大分子的复杂结构,决定了它们在生命活动中所起的重要作用。但是它们的基本结构单位却并不复杂。

　　蛋白质的基本结构单位是氨基酸，在各种蛋白质分子里一共只有20种不同的氨基酸。这些氨基酸以一定的顺序排列，通过它们的有关化合物相互缩合连接，形成的链状结构称为肽链。象我们所熟悉的较小的蛋白质—胰岛素，就有两条肽链共51个氨基酸，这种在蛋白质分子中氨基酸的一定排列顺序就叫做蛋白质的化学结构。

　　核酸的基本结构单位是核苷酸，核苷酸由碱基、糖和磷酸三部份组成。由于所含碱基不同，生成四种主要的核苷酸。又由于核酸所含的糖不同，所以核酸分成核糖核酸（ribose nucleic acid，即RNA）和失去一个氧原子的脱氧核糖核酸（deoxyribose nucleic acid，即DNA ）两大类。这些核苷酸以一定的顺序排列，通过它的有关化合物相互缩合连接,形成链状结构称为核苷酸链。这种核酸分子中的核苷酸一定排列顺序的基本结构单位也叫做核酸的化学结构。

　　无论是蛋白质的肽链，还是核酸的核苷酸链，不但有一定的化学结构，而且还有一定的空间结构。也就是说，在蛋白质分子中的肽链，或核酸分子中的核苷酸链，不是象一团揉乱了的纱线那样任意扭来卷去，而是有规律地在空间回旋卷曲。通过X光衍射分析结果，脱氧核糖核酸（DNA）分子的基本空间结构是双链的螺旋结构。它的四种核苷酸中所含各不相同的碱基有一定配对规律。

　　现在我们讲生物体的遗传过程。遗传的具体过程是，亲代的DNA分子通过复制生成子代的DNA分子。其复制过程首先是上述双链结构拆散为两个单链，然后分别以这两个单链为模板，根据碱基配对规律，分别合成和这两条单链相对应的另外两条单链，从而组成和原来亲代双链DNA完全相同的两个子代双链DNA分子。

　　生物体的遗传特证是由DNA中特定的核苷酸排列顺序(基因)所决定的，并且通过DNA的复制把遗传信息一代代地传下去。

　　在子代的发育过程中，记载在亲代DNA中核苷酸排列顺序上的遗传信息，通过转录和转译过程传递给子代，使子代表现出与亲代相似的生活特征。所谓转录，就是根据DNA的核苷酸排列顺序决定一类核糖核酸（RNA）中的核苷酸顺序。RNA中的核苷酸顺序又进一步决定蛋白质中的氨基酸排列顺序而生成新的蛋白质，这个过程称为转译。因为这一类RNA起着信息传递作用，所以被称为信使RNA。

　　以上遗传信息由DNA到RNA然后到蛋白质的单向传递过程，也就是从简单的微生物到高等动植物，在它们细胞内的DNA分子上所携带的遗传信息，经过转录、转译而生成蛋白质分子的全过程，通常简称为基因表达。这都是在严格的调节和控制下进行的，曾被认为是分子遗传学的“中心法则”。但后来研究表明，不能把“中心法则”绝对化，在某些情况下，ENA也可以是遗传信息的携带者，遗传信息也可以由RNA传递给DNA。

　　从以上所述可知，对基因表达的严格的调节控制，主要是通过DNA和蛋白质的相互作用而实现的。但是对于这种严格调节控制的详细过程，现在还不很清楚；尤其是对比较高等的生物体而言更是如此，不言而喻，里面蕴藏着一定风险。这是当前生物学所面临的最重要的问题之一。

　　开篇说过：“基因就是核酸上的功能单位。”换句话说，基因就是DNA中含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。或者说，基因是DNA或RNA分子中一个个片段，由若干个按一定顺序排列的核苷酸组成，就象火车的许多节车厢联在一起那样。基因组一般规模很大，例如，果蝇一个结构基因只占果蝇DNA总量的20万分之一，而人类的基因组就更大。生物研究发现，在一个基因内部许多位点上可以发生突变，位点之间可以发生交换（1955，本泽）；一个基因可以离开染色体而独立发生作用；基因可以相互重叠和跳跃（1969，夏皮罗）。

　　人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。目前常用的转基因方法，是用一种酶把甲种生物的基因（DNA分子上的功能单位）切割下来，安装在一种称为载体的DNA分子上，由载体带到乙种生物细胞中去。这样产生的乙种生物细胞，就具有甲种生物的遗传信息，从而有目的地改变乙种生物细胞的遗传结构。例如，把固氮微生物的固氮基因转移到农作物细胞中，从而获得自己能够供应氮肥的农作物新品种。

　　转基因常用来切割DNA的酶，叫做限制性核酸内切酶。常用的载体是细菌的质粒或噬菌体。质粒就是某些细菌染色体以外的DNA成分，噬菌体就是细菌病毒。质粒或噬菌体都很小，可以自由进入宿主细胞，能在细菌体内进行复制，借细菌细胞将所保存的遗传密码转录、转译出来。

　　以上所谈是理论，在实际上还有许多问题有待解决。如对限制性核酸内切酶了解不透，切割遗传物质较难如意，或面目全非，或失去功能，或难以控制。此外，如何使外来基因服从细胞的统一调度，并适应细胞原有的基因网络，也不够清楚。同时，曾发现同一截核酸，可以为多种蛋白质编码，也就是说，同样一截核苷酸顺序，可以按不同的阅读框架解读，表达不同意义。这就说明，要得到一截有生物学活性的核苷酸顺序，并不一定需要经过精巧的安排。所以，应用转基因技术，既可造福人民，也的确可能制造出有害的生物体。有时还要防备偶然造成的、有害的遗传工程菌逃逸。过去苏美计划利用遗传工程技术进行生物战，要“制成不可制服的生物武器”，我们现在也不能不有所警惕。

　　但是，转基因技术确实是人类社会的一场新的技术革命，当年我们曾抓住了时机，抢占了新的世界科学高峰，在世界上首先实现了蛋白质的人工合成——结晶牛胰岛素，标志着人类在揭开“生命之谜”的历程中迈出了关键一步。现在我们大大落后于美国，应该当急起直追，而不应跟在后面爬行。转基因技术应用范围广泛，有很多无害、无风险领域可以大展身手，何必在主粮作物上饮鸩止渴！而解决粮食危机也不是没有更好对策。别的国家搞转基因玉米是用以提取石油替代品，我们冒险搞转基因稻却是为了食用，到底谁是“以人为本”？