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经典遗传学、分子遗传学都研究脱氧核糖核酸。这是一个很大的有机分子,说它很大是相对于小分子而言的,它再大也...





经典遗传学、分子遗传学都研究脱氧核糖核酸。这是一个很大的有机分子,说它很大是相对于小分子而言的,它再大也是分子,肉眼看不见。它的英语缩写是DNA,它的英文名字比中文名字更被人们所熟悉。一切生物都有DNA,一切生物都由细胞组成,细胞里有细胞核,细胞核里有多条染色体,DNA就存在于每一条染色体上,每一条染色体上的DNA的一个微小的片段就是一个基因,每个细胞里的基因数以万计。染色体这个名字不好懂,其实含义很简单,原来,科学家为了在显微镜下观察细胞,就用染料把细胞染色,着色深的显现棒状形象的物质就叫染色体。可以认为染色体就是遗传物质,就是DNA。

经典遗传学指导下的品种改良,有100年历史了,主要是做同一物种的不同品种之间的杂交。如玉米的不同品种之间的杂交、小麦的不同品种之间的杂交、水稻的不同品种之间的杂交。因为是同一物种,品种之间亲缘关系近,品种间的染色体容易亲合,容易重新组合,重新组合后就会表现出新的或好或坏的性状,淘汰坏性状,选择好性状,新品种就育成了。

分子遗传学指导下的品种改良,从1970年代开始,有40年历史,是让同一物种的不同品种的DNA之间的基因重新组合,也可以让不同物种的DNA之间的基因重新组合,通俗的说法就是转基因。分子遗传学家的眼里没有动物、没有植物,只有DNA。这个DNA上的某个基因完全可以被转移到另一个DNA上。

经典遗传学指导下的品种改良,是同一物种的染色体的重新组合,也可以说是整条整条的DNA的重新组合,DNA上有许多基因,一个基因决定一个性状,好基因决定好性状,坏基因决定坏性状,你想要好基因的好性状,可是坏基因的坏性状也表现出来了,因此,培育出优良品种的难度很大。而且,同一物种里的好基因是有限的,再者,让所有的好基因统统优化组合又是极其困难的,所以很多问题一直无法解决,如抗虫、抗病、抗土地瘠薄、再高产、再优质等等。

分子遗传学指导下的转基因,不管是同一物种还是不同物种,想转哪个好基因就转哪个好基因,而且,因为打破了物种界限,就有更多的好基因可供选择,所以能够解决如抗虫、抗病、抗土地瘠薄、再高产、再优质等等问题,随着转基因技术的发展还能够解决更多问题。

很多人有疑问,物种不同,基因也不同,这种基因怎么就连接到那种DNA上了呢?请慢慢阅读下面的分子遗传学的核心理论,就可释疑解惑。

DNA是个大分子,是由一个个核苷酸组合而成的。核苷酸是由一个磷酸、一个脱氧核糖、一个碱基组成的。所谓碱基,就是带碱性的有机分子,碱基有4个,分别叫腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶,一个核苷酸所含的碱基只是这4个中的1个,那么核苷酸就有4种。这4种核苷酸为一组,排列顺序却有若干种。整个DNA就是由一个个“核苷酸组”连接起来的。一个基因就是DNA的一个片段,这个片段可能包括几百个、几千个“核苷酸组”。基因之不同,其实就是“核苷酸组”的数量之不同。一个DNA可能有几百个、几千个基因,每个基因的“核苷酸组”的数量都是不一样的,或者说每个基因的核苷酸的数量都是不一样的。

还有一个结构问题。有机分子最讲究结构,结构稍有差异,性质就不同,越是大的有机分子越是讲究结构。对于DNA来说,对于基因来说,不同的结构其实就是“核苷酸组”的排列顺序不同,同时也是“核苷酸组”里的核苷酸的排列顺序不同。

仅仅因为核苷酸、“核苷酸组”之数量不同、排列顺序不同,各种生物的DNA就不一样,表达的性状就不相同。但是,在细微之处,或许两个DNA的哪两个“核苷酸组”里的核苷酸的排列是一样的,哪两个片段的“核苷酸组”的排列序是近似的。

在自然状态下,生物会发生基因突变,就是“核苷酸组”里的核苷酸的排列顺序发生了变化,或者是“核苷酸组”的排列顺序发生了变化,也会发生基因重组,就是一个DNA上的基因的排列顺序发生了变化,甚至是两个DNA之间发生“核苷酸组”互换并重新排序、基因互换并重新排序。自然状态下的基因突变、基因重组,是对转基因的启发。

不同物种的DNA亲缘关系远,是不亲和的。但是或许哪一组核苷酸的排列顺序是一样的、哪一个片段是近似的,这就可能发生局部亲和,这就是转基因的理论基础。

可以这样说:经典遗传学家转的是整条DNA,分子遗传学家转的是DNA上的一个或几个基因。




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