分子生物学理论与方法在生产实践中的应用

1、.：.；分子生物学实际与方法在消费实际中的运用分子生物学实际与方法在消费实际中的运用分子生物学顾名思义即研讨生物大分子之间相互关系和作用，从分子程度研讨生命景象本质和开展的一门新兴生物学科。20世纪50年代以前的生物学研讨虽然有些已进入了微观领域，但总的来说主要是研讨生物个体组织、器官、细胞或是亚细胞这些东西之间的相互关系。1953年沃森和克里克关于DNA分子空间构造及其作为遗传信息载体的著作的发表标志着分子生物学的诞生。分子生物学的诞生是生物学的一个重要开展，标志着生物科学对许多艰苦问题已开场由景象描画转入到根本规律的阐明。生物学由此真正开场了其揭开分子程度生命的研讨历程。到20世纪70年代

2、重组DNA技术的开展又给人们提供了研讨DNA的强有力的手段，于是分子生物学就构成了。虽然分子生物学的兴起还不到60年，但是在分子生物学根底研讨领域内获得的成果却很显著，如不同种类生物间的亲缘关系，过去主要根据不同种类生物在形状构造上的异同来确定。这对形状构造较为简单的生物如细菌就有困难。经过对不同种类生物的蛋白质或核酸分子的测定，就可以抑制上述的困难，并且能更客观地反映生物间的亲缘关系。分子生物学与医学、农业、生物工程等的关系非常亲密。分子生物学的研讨成果使不同生物体之间的基因转移成为能够，在农业上开辟了育种的新途径，在医学上有能够治疗某些遗传性疾病，在工业上构成了以基因工程为根底的新兴工业，

3、从而有能够消费许多用常规技术从天然来源无法得到或无法大量得到的生物制品。正如邹承鲁院士在“生物学走向21世纪一文中所言，当前凡是研讨生命景象的学科不可防止地要深化到分子程度去进展本质规律的讨论，这使分子生物学很快就渗入生物学的各个领域，改动了整个生物学的容颜；同时也对医学和农业科学及其运用产生了宏大的影响。从近年来的开展看，这还不过仅仅是一个开端，未来必然会有更为宽广的开展前景。以下仅就分子生物学在工、农、医等方面的运用做以简单引见。分子生物学在工业上的运用，如今曾经产生了一种新兴的工业，即以基因工程为根底的消费生物制品的工业。它的根底是从一种生物体分别编码某个蛋白质的基因，即DNA片断，把这

4、个基因人工重组到可以用发酵法大量消费的如大肠杆菌或酵母的基因中去，使其在大肠杆菌或酵母的细胞中得到表达，并到达大量消费的目的。新近开展起来的蛋白工程那么是分别出某个蛋白质的基因之后，再加以改造，根据三联密码，把这个DNA序列中编码某一个氨基酸的密码子，改动成为编码另一个氨基酸的密码子;或者用合成DNA的方法直接合成基因。从以上两种方法都可以得到在天然界原来并不存在的DNA，再用和上面所说的类似的方法，引人大肠杆菌或酵母的基因中进展表达，以到达大量消费的目的，得到具有新的特性的蛋白质。.分子生物学在医学上的运用，如组织血栓溶酶活化蛋白(TPA)，它是一种有助于溶化血栓的蛋白质，在生物体中含量甚微

5、，但如今曾经能用基因工程方法大量消费，并被用于中风的预防和治疗。仅以此一种产品计，年产值曾经超越一亿美圆。糖尿病是一种常见病，过去胰岛素的消费是从动物胰脏中提取，产量有限，经常供不应求。目前世界市场上销售的胰岛素，用基因工程方法消费的曾经占总产量的一半。这就大大缓解了胰岛素供应的缺乏，为糖尿病患者带来了福音。如今世界上的生物工程公司，曾经在几年前纷纷建立的根底上获得了很大的开展。置信在不久的未来，生物工程必然会成为在世界范围内年产值以百亿美圆计的大工业。分子生物学用于农业，曾经对农作物的种类改良起了以前不能够想象的重要影响。农作物以及家畜种类的改良，如今可以用定向引人有关基因的方法进展，这就从

6、根本上改动了过去盲目大量诱变然后再从中进展挑选的传统作法。在农作物中，曾经胜利地对马铃薯进展了改造，不但使其获得了抗病毒基因，也得到了高蛋白质含量的马铃薯新种类。把一个蛋白水解酶抑制剂基因引人烟草之后，使得以烟叶为食的害虫不能消化其中的蛋白质，因此不能繁衍。这样，这一种类就获得了抗虫害的才干。对蕃茄的基因工程改造，得到了比较不易软化和擦伤的种类，可以在成熟后收获并且可以保管较长时间，这就防止了过去为了便于保管和运输在成熟前收获，因此口味不好的缺陷。虽然植物基因工程的运用还不是很久，但为农作物的大量增产和种类改造，例如固氮基因的转移等，提供了无法估量的开展前景。分子生物学与我们本身也是息息相关，

7、如癌症，作为危害人类最严重的疾病之一，深受我们广泛关注。分子生物学的进展为认识癌症发病缘由，从而彻底降服癌症提供了新的能够性。如今曾经发现了几十种癌基因，其中有十余种已被以为与癌症病源学有关。人类的遗传疾病也是由于基因缺陷而引起的。例如，镰刀性贫血症，是由于血红蛋白基因中一个核普酸的突变而呵斥蛋白中一个氨基酸的突变，从而引起脱氧血红蛋白溶解度下降，在细胞内成胶或聚合，使红细胞变构成为镰刀状，并且丧失结合氧分子才干的结果。另外一种比较常见的遗传疾病是由于编码苯丙氨酸经化酶的基因丧失，人体不能合成苯丙氨酸经化酶，呵斥苯丙氨酸在体内的积累而引起的痴呆症。此外，某些过去曾被以为是生活习惯的问题，如今也

8、证明与遗传有关，并发现其分子程度上的缘由。酗酒基因的发现及克隆就是近来一个引人留意的例子。用引人有关基因的方法，来治疗遗传疾病曾经获得了很大的进展。看来，在不远的未来，许多遗传疾病可望得到治疗。另外，有些遗传疾病在发现缘由后可以直接用所缺乏的蛋白质来进展治疗，例如一种严重的免疫缺陷症，是由于基因丧失呵斥腺嗓吟脱氨酶不能合成而引起的，用纯化并经一种多聚物维护使其稳定的腺嚷吟脱氨酶进展治疗，获得了很好的效果。分子生物学用于现代技术的开展，只需极微量的资料，如一滴血，一根头发，一块皮肤屑或极少量的精液，就可以进展亲子鉴定，甚至可以区别亲兄弟和堂兄弟。在案件的侦破中也能提供准确可靠的根据，所得结果发生错误的能够性仅为一亿分之一。分子生物学是一门正在迅速开展、容颜日新月异的学科。它不仅曾经全面地改动了整