基因工程、减化论与转基因主粮顾秀林

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1、基因工程、减化论与转基因主粮顾秀林一、遗传决定论已经过时生物基因工程的理论依据，是生物学中的“遗传决定论”。按照这个理论，生物体中包含着遗传信息的DNA，由更小的单位“基因”构成，每个基因携带特定遗传信息和功能，而且是恒定的，除了会极偶然地发生“随机突变”以外；基因和基因组通过一维的线性因果链，决定生物物种的性状。按照这个逻辑，只要找到一个好的基因，就可以解决一个问题。例如，搞农业转基因生物工程的专家，专注于寻找优良作物中的“高产基因”，或者抗旱、抗涝等人们所期望的功能基因，认为把它们分离出来，进行修饰，再移植到别的农作物里，即可很方便地“培育”具有高产、抗旱抗涝等优良性

2、状的新品种。基因究竟指什么呢？它指的是DNA链条上的一个片段。遗传物质DNA是存在于细胞内的一种极长的、连续的链式多聚体分子，如果可以把DNA上的一段看成一个基因，那么DNA就是由成千上万的基因单元头尾相接而成。所以，基因就是染色体DNA上的一个片段，也就是连续的、有特定顺序的碱基链片段，长度通常为数千单位（碱基或者碱基对）。基因的功能之一，是按照编码合成细胞中成千上万种蛋白质。细胞中还有一些不合成蛋白质的基因，它们的功能可能只是用作蛋白质合成的信号。生物基因工程，就是在不同属、不同科、不同纲甚至不同界的生物之间，例如微生物和植物之间、动物和植物之间，进行人工操作的“基因交流”

3、：把从一个生命体DNA中切割下来的片段，进行修饰后嵌入到另一个生命体的DNA中去。这就是“转移”基因。关于DNA最初的研究，是美国科学家沃森和克里克完成的。1953年4月25日，年仅25岁的詹姆斯·沃森（JamesWatson，1928--）与同在剑桥大学的合作者弗朗西斯·克里克（FrancisCrick1916-2004）一起，在英国《自然》杂志上发表了一篇仅两页长的论文。他们提出，生物体细胞中的DNA结构是一种双螺旋模式，并且具有自我复制机制。后来克里克在1957年又提出了“中心法则”假说；假设遗传信息传递的途径是一维的，即生命信息是一个单方向从基因传递到蛋白质的过程。这就

4、是“一个基因决定一个性状”假设。遗传决定论的缺陷，是只见局部，不看全局。它假设每一段DNA分别承担某种特定的功能，多种功能的叠加（而不是相互作用），决定生命过程，包括遗传。但是生命不这么简单。DNA双螺旋假设和“中心定理”在最初提出时，都是初步的、不准确的假设，其中包含着真理的成分和天才的猜测，也包含谬误。随后的科学研究表明，他们对DNA结构提出的解释是正确的，然而“遗传信息单向传递”假说却是不完整的、片面的，甚至是错误的。当然作为对生命微观结构的认识的起点，认识到DNA的作用、基因与性状表达之间的部分关系，已经本文的部分内容改写自顾秀林：《转基因战争——21世纪中国粮食安全

5、保卫战》第四章有关内容以及其他文字。顾秀林，云南财经大学特聘教授。是非常杰出的一步，科学本来就是这样逐步推进的。遗传工程开始于20世纪70年代，是几种技术发展和结合的结果。其中：（1）DNA顺序分析技术，即分析测定任何一段DNA的碱基顺序；（2）重组DNA技术：在试管中制备重组体rDNA，这一过程需要利用从微生物中提取出来的、具有切割和连接DNA片段功能的酶类；遗传学家通过这种技术，将外源DNA连接到病毒、质粒或可移动“遗传单元”上去；这些单元都是“寄生性”的DNA片段，也就是说，它们能感染寄主细胞，并在其中繁殖，或者将自己插到寄主染色体上，随着寄主细胞一起复制。因此，只要

6、能对病毒、质粒或可移动遗传单元进行切割，重新连接，就可以制造出合适的载体。载体把供体物种的基因转移到受体物种中，而这两种生物在自然条件下是不能相互交配的，例如细菌和植物；（3）DNA的化学合成：即对任何设定的碱基顺序都可以进行化学合成；（4）多聚酶链式反应（PCR)：发现或发明于1988年，它可以使混合物中某一个或某一些特定基因顺序迅速地复制亿万倍。这种技术可用于DNA指纹鉴定。二、生物技术与“自然遗传工程”从20世纪70年代以来，生物科学家就提出了“动态基因组理论”。科学家发现了生命体内部存在着难以想象的动态性。动态基因组理论认为，生物在发育过程中，在回应生态环境的变化时，会

7、不断地、随机地协调基因的表达，并且改变基因组自身；基因并不是永恒不变地进行“遗传信息”复制；生命体不会一成不变地保持生命的微观结构；遗传信息不会被完整无缺地一代代传递下去。遗传学家发现，基因组具有明显的动态性与流动性，基因组会不断与环境对话。生命在自己的过程中要不断做出决定：哪些基因需要打开、在什么时候打开、在哪里打开、打开多大程度、打开多长时间，等等。基因物质本身会根据经验进行标记和改造，并且把这种改造传递给下一代——这就是获得性变异。因此，基因不是单独和孤立存在的。生物学的研究早就发现：