正文 第45章 地學(31)(2 / 3)

DNA雙螺旋結構

1953年,沃森和克裏克發現了DNA雙螺旋的結構,開啟了分子生物學時代。分子生物學使生物大分子的研究進入一個新的階段,使遺傳的研究深入到分子層次,“生命之謎”被打開,人們清楚地了解遺傳信息的構成和傳遞的途徑。在以後的近50年裏,分子遺傳學、分子免疫學、細胞生物學等新學科如雨後舂筍般出現,一個又一個生命的奧秘從分子角度得到了更清晰的闡明。DNA重組技術更是為利用生物工程手段的研究和應用開辟了廣闊的前景。就是這一雙鏈構造的發現,引發了一場科學革命,然而,其中所蘊含的更偉大的意義還要等到21世紀才能充分顯現出來。沃森和克裏克獲得了1962年諾貝爾獎。

生物技術

生物技術又稱生物工程,從表層上看它改造的是生物體,但其操作層麵卻是深層的。目前的生物技術從生物大分子(核酸、蛋白質)層麵操作,但最終它將深入到小分子、原子乃至基本粒子層麵,因為隻有到達這些層麵才能切實把握生命的秘密。所以,生物技術在實質上將是微製造技術的一個特殊領域,即生命物質領域的微製造技術,人工創造和改造生命將與人工創造化學物質一起發展起來。

生物技術可以劃分為傳統生物技術和現代生物技術兩種。傳統生物技術就是人類自古以來就使用的釀酒、製醬、育種、嫁接等技術,而現代生物技術主要包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和生化工程五個分支領域。

人體形形色色的“身份證”

生物技術的一個重要組成部分就是生物識別技術,新興的IT公司將指紋檢測術融進ATM、蜂窩電話、網絡金融交易和防盜門等各個領域。但科學家們發現,人體上的“身份證”不僅限於指紋,在眼睛、嘴唇、大腦、血液等各部位都有“身份證”。

眼紋是指人眼內視網膜的圖紋。因為人的視網膜結構都存在差異,所以眼紋也各不相同。通過電子照相機可取得人的眼紋,用來作身份鑒定,其可靠性可與指紋相媲美。

唇紋就是人的口唇圖形。近年一名日本醫生在收集研究了數百人的唇紋後發現,人的唇紋各不相同,而且人的唇紋並不隨著年齡的變化而變化。這吸引了身份鑒定領域專家的注意。

人腦和樹木一樣也有“年輪”,就是人的腦紋。人的腦紋可利用聲波測得,借助腦紋,可以準確無誤地測出人的真實年齡。

由於人的發音器官的微小差異以及年齡、語言習慣的不同,因此人的聲紋也都不同,而且人從十幾歲發育變聲後直到五十多歲,其聲紋基本保持不變。中外科學家已經成功地將聲音分析用於司法測謊。

科學研究發現,由於人血液中的同工酶及多態蛋白質所附帶的電荷量及分子大小各不相同,借助於電泳技術,可以產生不同的一圈圈看得見的電泳帶,這就是血紋。血紋相同的幾率為1/75000,因此也是人體上可靠的“身份證”。

基因工程

21世紀的主題科學——基因工程

在生物工程的各類技術係統中,最基本的核心係統就是基因工程。也就是說,隻有通過對基因進行剪裁、拚接等改造和加工,才能按照人們預先設計的藍圖製造出特定的生物性狀、物種和製品。

基因工程就是在基因(DNA)的水平上對生物進行操作,而這種操作結果將傳遞給後代,所以也稱遺傳工程或基因拚接技術,或DNA重組技術。它是在分子遺傳學的基礎上發展起來的。就是用人工的方法取得一種生物的DNA,將它先與適當載體的DNA組合在一起,然後把重組後的DNA分子轉移進要操作的生命體,並使之表達出來和遺傳下去,產生人類所需要的產物或培育出新的生物類型。

基因工程的應用

基因工程的產生使整個生物技術跨入了一個嶄新的發展時代。傳統的生物技術與基因工程的結合形成了真正有生命力的現代生物技術。

在實踐上,基因工程主要被用來生產天然稀有的醫用活性多膚或蛋白質。其中用於抗病毒、抗腫瘤的有幹擾素和白細胞介素等;用於治療心血管係統疾病的有尿激酶原及組織型溶纖蛋白酶原激活因子等;用於治療傳染病的有多種疫苗;用於體內起調節作用的激素有胰島素和其他生長激素。