第七章 遗传的分子基础.docx
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第七章遗传的分子基础
第七章遗传的分子基础
第一节遗传物质是DNA(RNA)(自学)
一、遗传物质是DNA的证据
1、肺炎双球菌的转化试验:
1928年英国格里菲斯发现。
证明DNA是遗传物质。
S型:
荚膜、光滑菌落、致病。
R型:
无荚膜、粗糙、不致病。
2、噬菌体感染实验(捣碎实验):
1952年Hershey和Chase证明DNA是遗传物质。
T2噬菌体35S标记蛋白质外壳;32P标记核酸。
二、RNA是遗传物质的证据
烟草花叶病毒重建实验:
证明RNA是遗传物质。
TMV→H2O+苯酚蛋白质→感染烟草→未病
RNA→感染烟草→发病
第二节DNA的分子结构与复制(自学)
一、DNA的分子结构
1、组成:
dAMP;dTMP;dGMP;dCMP.
2、DNA结构:
(1)一级结构:
多聚核苷酸链。
(2)二级结构:
DNA双螺旋。
A-DNA:
1.9nm;0.34nm;右
B-DNA:
2.3nm;0.26nm;右
Z-DNA:
1.8nm;-0.38nm;左
(3)其他形式:
三螺旋DNA结构;四螺旋DNA结构(H-DNA)
DNA的超螺旋结构:
三级结构类型,双链环状闭合分子形成的DNA分子的扭曲。
二、DNA的复制
1、DNA的半保留复制过程
2、DNA复制的特点
3、DNA复制的酶
4、DNA复制模式
(1)Y型复制:
线性DNA分子
(2)θ型复制:
大肠杆菌的λ噬菌体的环状DNA分子
(3)δ型复制(滚唤复制):
细菌的质粒、线粒体、叶绿体等。
第三节DNA与蛋白质的合成(自学)
一、性状和蛋白质
二、蛋白质结构和组成
1、组成:
20种氨基酸
2、一级结构:
肽键连接而成的多肽链。
3、空间结构:
三维空间结构,在一级结构的基础上折叠形成的,此过程需要分子陪伴。
(1)分子陪伴:
在蛋白质折叠期间,与蛋白质形成一个复合体,以防止形成不正确的折叠结构,其本身不成为最后形成的结构的一部分。
(2)空间结构的类型:
①二级结构:
α-螺旋结构,β-折叠结构
②三级结构:
二级结构基础上进一步折叠。
③四级结构:
几条多肽链(亚基)结合形成的空间结构。
亚基:
具有三级结构的多肽链。
④大分子组装成空间结构:
微管由α、β微管蛋白组装而成。
三、蛋白质合成系统
1、DNA的功能:
自体催化(复制)和异体催化(转录)
2、RNA的转录与加工、种类与功能
3、遗传密码的特点:
(1)三联体密码的连续性:
3个连续的核苷酸编码一种氨基酸。
5′→3′方向阅读。
(2)简并性:
一种氨基酸对应几种密码子。
43=64组;3种终止密码子UAA、UAG、UGA;AUG起始密码子和编码蛋氨酸;原核生物UGU起始密码。
(3)摆动性:
密码子中第三个核苷酸配对是变动的,前两个是严格的。
(4)偏爱性:
不同生物往往偏重使用简并密码子中的一种,这种被经常使用的密码子叫偏爱密码子。
(5)通用性:
除极少数外,所有生物的遗传密码都是相同的。
四、蛋白质的合成过程
五、真核细胞中,蛋白质在转译后的修饰
六、中心法则和它的发展
1、概念:
(1)反转录病毒:
以RNA为遗传物质的病毒。
(2)cDNA:
mRNA为模板合成的DNA.
(3)逆转录(反转录):
以RNA为模板合成DNA的过程。
2、中心法则图解:
3、朊病毒(朊粒)与中心法则:
(1)朊粒:
是不含核酸的蛋白质感染因子,是由正常基因编码的正常蛋白质的异构体。
它引发疾病的机理,并没有动摇中心法则,至少目前中心法则无需修改。
(2)朊粒的发病机理:
PrPc:
42%α-螺旋结构、30%β-折叠结构。
PrPsc:
30%α-螺旋结构、43%β-折叠结构。
第四节基因的本质*
一、基因的概念及发展
基因是遗传学研究的中心,基因的概念是随着遗传学的发展而不断深化,人们对遗传物质的认识过程,也就是基因概念的发展过程。
(一)遗传因子与基因
孟德尔最初把控制性状的因子称为“遗传因子”。
这种遗传因子具有高度的稳定性,两个相对的遗传因子在一起时不会混杂,这些遗传因子是根据试验结果推导出来的一种遗传单位,人们只能从它的遗传效应来感知它的存在。
1909年丹麦遗传学家约翰逊,最早提出并使用“基因”一词,用以代替孟德尔提出的“遗传因子”。
这时基因只是逻辑推理的产物和一种符号,无实质内容。
(二)基因的“三位一体”的概念
1940年以前,经典遗传学认为:
基因是一种化学实体,以直线方式排列在染色体上。
①基因是功能单位:
基因是控制一种表型性状的遗传单位,是不可分割的。
②基因是重组的结构单位:
重组只能发生在基因之间,不能发生在基因之内。
③基因是突变的结构单位:
基因可以从一种形式转变成另一种形式,但基因内部没有可改变的最小单位。
(三)“一个基因一个酶”的假说
1941年比德尔和泰特姆等,通过对红色链孢霉生化遗传学研究,提出“一个基因一个酶”的假说:
基因突变会引起酶的改变,从而阻断了这一酶所催化的生化反应。
说明基因是通过控制酶的合成决定代谢过程和性状发育的。
第一次明确地把基因和蛋白质直接联系在一起,找到了基因和性状的关系。
(四)顺反子学说
1959年本泽以大肠杆菌噬菌体为材料,从分子水平提出顺反子学说:
认为一个顺反子相当于一个基因,是一个遗传功能单位,决定一条多肽链合成。
一个顺反子内有多个突变位点即突变子(一个基因内部能引起表型突变的最小结构单位)和多个重组子(基因内出现重组的最小区间),说明基因内部是可分的。
改变了“三位一体”的基因概念。
理论上,一个基因中有多少核苷酸对,就有多少突变子和重组子。
可见基因并不是突变单位和重组单位。
P205页互补试验:
确定同一表型效应的突变型是等位基因内突变还是非等位基因间突变?
野生型T4噬菌体:
能在K和B菌株生长。
突变型T4噬菌体:
K不生长在B上生长。
用2个不同突变型噬菌体a1和a2混合感染K,观察是否产生噬菌斑。
判断2个突变位点是否在一个顺反子中?
排列方式?
1、同一顺反子中不同突变位点:
反式排列:
顺式排列:
2、不同顺反子中的突变位点:
顺式
反式
野生型
(五)操纵子学说
1961年雅各布和莫诺提出操纵子学说——乳糖操纵子模型
1、操纵子组成:
启动基因(启动子)
操纵基因:
操纵结构基因的基因
结构基因:
编码蛋白
细菌中发现,真核生物结构基因一般单独调控。
2、调节基因(阻遏基因):
位于启动基因上游,其表达产物(阻遏蛋白)作用于操纵基因,调节结构基因的表达。
(六)其他发现
1、断裂基因(间隔基因、隔裂基因):
真核生物普遍存在,原核生物部分存在。
1977年在美国冷泉港定量生物学会议上,有好几个实验室同时报道了“断裂基因”:
即在DNA分子结构内,既含有能翻译的区段—外显子,也含有不翻译的区段—内含子(间插顺序),这类基因叫断裂基因。
2、重叠基因:
1977年桑格等发现,两个或两个以上的结喉基因共用一段DNA序列的现象。
其中一个基因可以完全包在另一个基因中或共用一部分。
3、可移动基因(跳跃基因、转座因子、移动基因):
能在染色体上移动、改变自身位置的一段DNA序列。
它本身没有任何表型效应,但能插入到别的基因中间,引起基因突变或关闭、启动某些基因,所以它与进化有密切关系,也可能与个体发育和细胞分化有关。
最早由美国女细胞遗传学家,麦克林托克发现的。
广泛存在于生物界,细菌、酵母,果蝇、玉米中均有。
可见随着遗传学的发展,基因的概念和涵义也在发生变化。
(六)基因的概念
基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列,它具有可分性,在其内部存在许多突变子和重组子,并且基因存在重叠、间隔、移动等现象。
是遗传物质的最小功能单位。
除了某些病毒的基因是由RNA构成外,多数生物的基因是由DNA构成,并在染色体上呈线性排列。
基因一词通常指染色体基因。
在真核生物中,染色体处于细胞核内,又称核基因。
位于线粒体、质体等上的基因称染色体外基因(核外基因或细胞质基因)。
二、基因与性状的表达
(一)基因对性状表达的直接作用
基因改变→蛋白质性质改变→性状改变
人类的镰形红血球贫血症的遗传:
镰形红血球的血红蛋白是由一个正常血红蛋白基因(HbA)突变引起的,即HbA→HbS或HbC,进一步研究表明:
HbA与HbS或HbC之间仅仅有一对碱基差异。
血红蛋白由2α和2β链组成,α链141个氨基酸,β链146个氨基酸组成。
如果β链第六位的谷氨酸被缬氨酸(HbS)或赖氨酸(HbC)取代,就会出现两种贫血病。
(二)间接作用
基因通过酶或激素的合成,间接地影响生物性状的表达。
第五节遗传工程
遗传工程是七十年代才开始发展起来的一门新技术。
它是在分子遗传学的理论基础上,综合采用分子生物学与微生物学的现代方法和手段建立起来的。
这一先进技术的兴起,标志着现代遗传学已发展到定向控制遗传性状的新阶段。
遗传工程也称遗传操作,从广义上讲指把一种生物的遗传物质转移到另一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所携带的遗传信息在受体细胞中表达。
它包括细胞水平、染色体水平、分子水平等几个方面的遗传操作。
即细胞工程、染色体工程、细胞器工程、基因工程等。
狭义的遗传工程就是指基因工程。
基因工程是一种操作,它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方式,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。
基因工程的施工程序大致分为四个步骤:
1、目的基因的获取:
从合适的材料中分离或制备目的基因。
2、重组DNA的构建:
把目的基因与载体结合成重组DNA分子。
3、导入及表达:
把重组DNA分子引入受体细胞,并在其中扩增和表达,建立分子无性繁系或称克隆。
4、筛选:
从受体细胞群体中选出带有目的基因的细胞。
一、工具酶
1、限制性内切酶(限制酶):
剪刀或手术刀,能识别双链DNA特定的部位(特定碱基序列)并把DNA链在特定位点切断。
产生平末端或粘性末端。
2、连接酶:
缝纫针,连接两个DNA片段形成磷酸二酯键。
3、复制酶:
复印机,产生相同的DNA分子。
4、修饰酶(甲基化酶、DNA甲基化酶):
在特定的部位将DNA上的碱基甲基化,6—甲基腺嘌呤,5—甲基胞嘧啶。
防止被限制酶水解。
二、目的基因获取
目的基因包括不含有多余成分的纯基因,或含有目的基因的DNA片段。
获取的方法很多。
(一)基因的化学合成
用化学酶法合成基因,适用于合成50个脱氧核苷酸的基因。
(二)基因的分离
1、单拷贝基因:
基因组中只有1个。
胰岛素基因、丝心蛋白基因。
常用反向转录法(逆转录法):
分离mRNA,以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下,合成cDNA,再以cDNA为模板合成双链DNA。
缺点是制备DNA丢失了内含子的部分,基因两侧的启动子和终止子也没有了。
2、多拷贝基因:
每个基因组里有多次重复。
海胆、爪蟾的rRNA基因。
多采用单链酶法(离心分离法):
由于rRNA基因富含G和C,加热后比富含AT的双链稳定,用加热处理使DNA中富含AT的双链首先解开双链,变成单链。
再用单链单链水解酶处理,将其水解掉,再用氯化铯密度梯度离心,获得双链的rRNA基因。
三、DNA分子的重组
目的基因与载体连接。
(一)载体具备的条件
1、可转移:
能从一个细胞进入另一个细胞,
2、可插入:
外源DNA可以插入其中,
3、可复制:
载体能在受体细胞中分裂、复制、增殖,
4、可酶切:
有多种限制酶的酶切位点,酶切后不损坏载体的复制能力,
5、具标记:
载体上应该有选择性遗传标记基因,便于知道载体是否进入宿主。
(二)常用的载体
1、质粒:
F质粒、R质粒、人工改造质粒(pBR322)等。
2、病毒和噬菌体:
λ噬菌体。
3、其他载体:
粘粒(噬菌体与质粒的组合)、酵母等。
(三)目的基因与载体连接
将外源DNA插入到合适的载体上,使两种DNA连接起来,形成杂种或重组DNA分子。
四、重组DNA分子进入受体细胞
重组DNA分子构建成功以后,必须导入受体细胞(宿主细胞)才能繁殖,从中选出可利用的纯系细胞。
受体细胞可以是动物、植物或微生物细胞。
1、转化:
用质粒做载体常用的方法。
指带有外源DNA的质粒进入受体细胞的过程。
2、转染:
用没有蛋白质外壳的噬菌体等病毒做载体,携带外源DNA进入受体细胞的过程。
3、转导:
用具有蛋白质外壳的噬菌体等病毒做载体,携带外源DNA进入受体细胞的过程。
4、微注射法和电冲击法:
如果受体细胞是较大的动物、植物细胞,则可用此法。
五、重组DNA分子的选择
目的基因进入受体细胞后,要将带有目的基因的受体细胞从细胞群中选择出来,以便培养成纯的无性繁殖系。
一般通过遗传标记基因(可以是载体上的,也可以是目的基因上的)进行选择。
六、重组DNA分子的表达(目的基因的表达)
目的基因进入受体细胞后,能在受体细胞中表达,是基因工程技术中的关键环节。
在转录水平或翻译水平表达。
影响表达的主要因素以下几点:
1、载体质粒:
必须改建成表达性质粒(组装上启动子,最好是强启动子)。
2、寄主细胞:
质粒是有寄主专一性的,表达性载体(质粒)的寄主专一性更强。
所以选择适当的寄主很重要。
3、环境因素:
一般指营养条件。
除了一般的营养条件,还有特殊的条件要求,主要是使启动子起作用的条件,不同的启动子要求的条件不同。
七、基因文库(自学为主)
把某种生物的基因组DNA切成适当大小,分别与载体组合,导入微生物细胞,形成克隆。
汇集这些克隆,应包含基因组中的各种DNA序列,每种顺序至少有一种代表。
这样的可隆片段的汇总,称基因文库。
八、基因工程的应用
(一)基因工程与农业
1、转基因植物与农作物的抗性
(1)抗虫农作物:
Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫结晶蛋白基因);CPTI(豇豆胰蛋白酶抑制剂基因);植物凝素基因。
棉花、玉米、水稻、大豆等,抗鳞翅目昆虫。
(2)抗病毒农作物:
将病毒外壳蛋白(CP)基因转入植物,使其具有抗病性。
TMV、CMV、水稻条纹叶枯病毒外壳蛋白基因。
1986年,美国首次将TMV外壳蛋白基因转入烟草和番茄。
我国。
把TMV/CMV转入烟草,获得了双抗烟草。
还获得转基因抗病毒马铃薯。
(3)抗除草剂农作物:
把除草剂作用的酶或蛋白质的编码基因转入植物或把编码以除草剂为底物的酶的基因(解毒基因)转入植物。
(4)抗胁迫农作物(抗逆植物):
把相关的基因导入植物,获得抗寒、抗旱、抗盐、抗涝等抗逆性。
2、转基因植物与作物产量
(1)把参与光合作用的高效基因导入植物,提高光能吸收、转化效率。
(2)把豆科植物的固氮基因转移到其它植物中(禾本科植物)或其它植物根际周围的微生物中,减少氮肥的使用。
3、转基因植物与日常生活
(1)服装:
转基因棉花:
把编码色素的基因引入棉纤维中获得不同颜色的棉纤维。
把塑料合成有关的基因导入棉纤维(多聚羟基丁酸),制作绝缘衣服.把含硫蛋白基因导入牧草喂羊,提高羊毛质量和生长速率.
(2)食品:
(1)改善食品的品质(豆类蛋白基因→牧草;人奶β—酪蛋白基因→可食植物;谷蛋白基因→小麦);淀粉、不饱和脂肪酸含量。
(2)抗冻食品:
草莓,马铃薯。
(3)耐贮食品:
我国华番1号13~30℃贮藏45天以上。
(3)花卉(1)花色:
兰玫瑰;白色康乃馨(二氢类黄酮、类黄酮羟化酶还原酶基因)→紫色(2)花味(3)花期(氨基酸环丙烷羧氧化酶合成基因的反义基因→香石竹、2倍)(4)花形、开花时间(反季节开花)等。
4、转基因动物与转基因克隆动物
(1)转基因动物:
改良家畜、家禽及水产动物的经济性状和抗病性等。
80年美国首次获得成活的转基因小鼠;82年又将大鼠生长素基因转到小鼠受精卵获得“超级巨鼠”。
以后陆续培育出转基因猪、牛、羊、鸡、兔、猴、鱼等。
(生长速度、产量、成分、抗逆性、体形等)
(2)转基因克隆动物:
是转基因动物技术与克隆动物技术的有机结合,以动物体细胞为受体,用目的基因转染受体细胞,在以转染的受体细胞为核供体进行克隆。
提高了基因转移杂交率;快速繁殖;控制性别等。
(二)基因工程与工业
1、生物能源和燃料
(1)产氢生物:
氢气是新能源中最理想的可燃性气体.将产氢基因转到藻类或微生物体内,提高产氢量.美国新研制的X-30航天飞机首次使用了氢气燃料的发动机。
(2)开发利用纤维素:
①把过量表达纤维素合成酶基因导入速生树种(杨树)产生大量纤维素,作原料②再把纤维素分解酶基因转入酿酒酵母中,利用它分解木材的纤维素→→葡萄糖→→乙醇。
2、制药工业:
1982年第一个基因工程产品,人胰岛素投入市场,标志现代生物技术医药产业的兴起。
(1)转基因细菌等微生物生产系统:
例如,①9L(50万只绵羊脑)细菌培养液生产5mg生长激素释放抑制因子。
②1L(2L人血)细菌培养液产600µg白细胞干扰素。
③200L(450kg猪胰脏)细菌培养液产10g胰岛素。
(2)转基因动物作生物反应器生产系统:
代替发酵罐,从乳液、血液等提取所需蛋白质等药物。
1只绵羊1000L/年=1吨容积发酵罐;1头牛=6吨发酵罐。
英国用转基因绵羊生产人抗胰蛋白酶因子,1L羊奶可产35g蛋白质。
(3)转基因植物生产系统:
生产疫苗和医用药物。
普通方法生产1g疫苗,成本2000~5000美元,用大豆生产1000g抗体只需100美元。
目前国内外已有上百种药用蛋白或多肽在植物中表达(干扰素、促红细胞生长素、抗原蛋白等)。
我国,植生所用植物生产口服疫苗;微生物所用烟草生产霍乱疫苗。
3、酿酒工业
(1)把木瓜蛋白酶转入啤酒酵母可保持啤酒的清晰度。
(2)把面包酵母的编码α-1.4葡萄糖苷酶的DEX基因导入酿酒酵母,使其具有发酵糊精(22%)的能力,和生产出含糖低、味道好的优质啤酒。
4、其他:
食品工业、酶制剂工业、造纸工业等。
(三)基因工程与环境保护
1、环境检测
用特定的DNA或RNA片段作探针,使之与液体中被测病原体的DNA或RNA互补,快速灵敏。
1000L水中10个病毒就可以检出,只需不到1天时间,常规需数天或几周。
2、环境污染净化
利用转基因微生物降解污染环境的石油、农药、重金属、除草剂等。
例如:
4种假单孢杆菌质粒重组后转入细菌,获得“超级菌”,几小时降解2/3石油,天然细菌需1年以上时间。
(四)基因工程与医学
1、基因工程疫苗的研制与生产
(1)第一代疫苗:
病原体减毒或弱化。
(2)第二代疫苗(基因工程疫苗):
病原体抗原基因(蛋白基因)转入细菌或真核细胞内生产病原体抗原。
安全,还可生产多价疫苗。
我国,甲肝、乙肝疫苗酵母表达系统.
(3)第三代疫苗(核酸疫苗):
将编码抗原蛋白基因导入接种者细胞,并在其中表达出抗原蛋白,诱导抗原蛋白的产生.
目前,商品化生产的基因工程疫苗达数十种。
爱滋病(AIDS)疫苗40多种研制中,98年美国FDA批准第一个基因工程疫苗进入人体试验,2002年进入人体临床试验。
2、基因工程药物应用
转基因生物(植物、动物及微生物)生产的基因工程药物,价格低、安全、稳定、高效、副作用小。
特别是常规方法无法生产的药物和昂贵的药物的研发利用,对于挽救更多的生命、延长寿命、提高生命质量有着巨大的作用。
3、疾病的基因诊断
(1)定义:
指通过对受检者基因组的直接分析来测定某个基因的结构是否正常,判断受检者是否具有致病基因。
(2)特点:
特异性强、灵敏度高、简便、快速。
(3)应用:
遗传病、传染病、癌症、心血管疾病、产前诊断等。
例如:
PCR技术(聚合酶链式反应技术):
检测HBV病毒、AIDS病毒、产前诊断(16~24周羊水→细胞培养→提取DNA→PCR扩增、检测)、亲子鉴定、犯罪鉴定等
4、疾病的基因治疗
(1)原理:
一般将正常的外源基因导入生物体靶细胞内,以弥补所缺失的基因、关闭或降低异常表达的基因,从而恢复受体细胞、组织或器官的生理功能,以达到治疗某种疾病的目的。
患者血细胞或骨髓细胞+含目的基因病毒→培养→送回患者体内。
(体外基因治疗)
(2)应用:
①遗传性疾病、②肿瘤疾病(瘤苗策略;基因失活)、③其它疾病:
爱滋病、帕金森氏病、病毒性肝炎、血栓等心血官疾病。
例如:
世界第一例基因治疗,SCID(重症联合免疫综合症)ADA缺乏症,“泡泡女孩”。
血友病B(Ⅸ因子缺乏症)、肺癌(逆转录病毒载抑癌基因P53注射肺部瘤体内)、FOP(进行性纤维骨化病)等
5、器官移植
利用转基因动物和转基因克隆动物为病人提供健康的器官。
英国剑桥科学家为一只猪胚胎导入人的基因育出世界首例转基因猪,在把转基因猪的器官转到灵长类动物身上。
转基因动物和转基因克隆动物有望成为人体器官工厂。
(五)人类基因组计划(HGP)
1、人类基因组:
24条染色体所携带的全部遗传信息。
3×109碱基对(bp),估计约有3—3.5万基因,1~5%编码序列,2%与蛋白合成有关。
比蚯蚓多1万,比果蝇多1.3万。
人与猩猩DNA只差1.5%,地球上每一个人与所有其他人共享99.99%的相同的基因。
2、HGP:
也称生命科学的“阿波罗登月计划”或“曼哈顿原子弹计划”。
是由美国生物学家杜伯克首先倡导的,美国率先启动实施的,中国继美、英、日、法、德之后参与的国际性的计划。
是指全世界科学家联合起来,测定人类基因组的全部DNA序列,从而获得人类最基本的生物信息,阐明人类全部基因的位置、功能、结构、表达调控方式以及与疾病有关的变异。
其成果由全世界分享,以推动生命科学的发展,达到医病防疾,提高生命质量,造福人类的目的。
3、启动与实施
我国,1994年正式启动,继美英日法德后第六个参与国。
主要研究基因组多样性和疾病基因的识别。
1999年被批准加入国际人类基因组测序协作组,并承担第3号染色体短臂上的约30Mb长度的测序工作,占人类整个基因组的1%。
美国,1990年10月1日正式启动,计划15年内投资30亿美元,完成整个计划。
目前,人类基因组测序已经完成,得到了人类基因组计划的3张图:
遗传图、物理图和序列图,人类最终想得到的是一张基因图(转录图)。
4、HGP对医学发展的影响
(1)利于进一步阐明人类基因在时空上的特异表达及其调控机理,推动发育生物学、神经生物学发展,揭示细胞分化、胚胎发育、人类思人类记忆等复杂的、高级的生命活动分子基础。
(2)为不同种族、不同民族起源、演进提供分子生物学证据。
(3)对于研究遗传病以及与遗传有关的疾病(癌症、心血管疾病、自身免疫疾病、各种老年性疾病)等发病机理和生物钟、寿命的奥秘提供分子机理,将使人类在疾病诊断、基因治疗、遗传保健、优生优育等方面建立全新的人类医学。
由单个基因缺陷或受损而导致的疾病,已知的有6千多种,到目前为止,已经确切查明的与疾病相关的基因有15000多种,只要了解基因与疾病的关系可通过基因工程技术利用外源核酸补充,修复、营养受损基因,从而从分子水平对疾病状况进行彻底治疗。
(六)基因工程的安全性
1、人类担忧的问题
(1)基因工程微生物的逃逸:
是否会产生某种有带有特殊致病基因的微生物,如果它们从实验室逸出并且扩散,有可能造成类似鼠疫的可怕疾病的流行。
(2)转基因作物和食品的生产和销售,是否对人类和环境造成长期的影响,擅自改变植物基因是否可能引起一些难以预料的危险。
(3)分子克隆技术在人类身上的应用可能造成巨大的社会问题,并对人类自身的进化产生影响,而应用在其它生物上同样具有危险性,因为所创造出的新物种有可能具有极强的破坏力而引发一场浩劫。
(4)生物武器的研制:
使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。
(5)转基因克隆动物技术的建立:
如果被某些人用来制造克隆人、超人、将可能破坏整个人类社会的和平。
以上种种担忧,在理论上都有一定道理和现实意义。
2、人们关注的热点
(1)转基因技术:
某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动
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