轉(zhuǎn)基因?qū)W術(shù)論文(2)
轉(zhuǎn)基因?qū)W術(shù)論文篇二
轉(zhuǎn)基因的潛在性
摘要：從世界上最早的轉(zhuǎn)基因作物(煙草)于1983年誕生，到美國孟山都公司轉(zhuǎn)基因食品研制的延熟保鮮轉(zhuǎn)基因西紅柿1994年在美國批準(zhǔn)上市，轉(zhuǎn)基因食品的研發(fā)迅猛發(fā)展，產(chǎn)品品種及產(chǎn)量也成倍增長，轉(zhuǎn)基因作為一種新興的生物技術(shù)手段，它的不成熟和不確定性，使得轉(zhuǎn)基因食品的安全性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因 堿基 密碼子
一、什么是轉(zhuǎn)基因技術(shù)
轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是將基因片段轉(zhuǎn)入特定生物中，并最終獲取具有特定遺傳性狀個(gè)體的技術(shù)。不管轉(zhuǎn)入的基因來自進(jìn)化樹上再遠(yuǎn)的物種，接受這基因的也能讀解，那是因?yàn)镈NA是通用代碼，細(xì)胞知道如何解讀。即使親緣關(guān)系最遠(yuǎn)的物種――比如人類和細(xì)菌――也共享許多基因，在數(shù)十億年的進(jìn)化過程中一直保持不變?；驈哪膩?，并不是關(guān)鍵，起到的作用才是它們的功能。比如，將螢火蟲的熒光蛋白基因轉(zhuǎn)到小白鼠的基因里面，小白鼠就能夠想螢火蟲那樣，在黑夜中發(fā)出淡淡的綠色熒光。
二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展
1974年，波蘭遺傳學(xué)家斯吉巴爾斯基(Waclaw Szybalski)提出基因重組技術(shù)作為合成生物學(xué)概念，1978年，諾貝爾醫(yī)生獎(jiǎng)?lì)C給發(fā)現(xiàn)DNA限制酶的納森斯(Daniel Nathans)、亞伯(Werner Arber)與史密斯(Hamilton Smith)時(shí)，斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道：限制酶將帶領(lǐng)我們進(jìn)入合成生物學(xué)的新時(shí)代。轉(zhuǎn)基因技術(shù)，包括外源基因的克隆、表達(dá)載體、受體細(xì)胞，以及轉(zhuǎn)基因途徑等，外源基因的人工合成技術(shù)、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的人工設(shè)計(jì)發(fā)展，導(dǎo)致了21世紀(jì)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)將走向轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)生物技術(shù)。2000年國際上重新提出合成生物學(xué)概念。
三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不確定性
繼2005年英國轉(zhuǎn)基因?qū)W家發(fā)現(xiàn)食用轉(zhuǎn)基因食品的小白鼠更容易患腫瘤。2010年4月16日《俄羅斯之聲》上的一篇文章《俄羅斯科學(xué)家證實(shí)轉(zhuǎn)基因食物是有害的》介紹了俄羅斯科學(xué)院生態(tài)與進(jìn)化研究所研究人員Alexey Surov的一項(xiàng)研究結(jié)果。在這項(xiàng)研究中，研究人員將坎貝爾倉鼠分為四組，都喂給它們常規(guī)的食物。不同的是，一組的食物不添加任何東西，一組添加非轉(zhuǎn)基因大豆，另一組添加轉(zhuǎn)基因大豆，最后一組則添加更多的轉(zhuǎn)基因大豆。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食用轉(zhuǎn)基因大豆的那些倉鼠，他們的后代相比對(duì)照組，在生長速度和性成熟速度上都要慢，并且部分倉鼠失去了生育能力;此外，在第三代的倉鼠中還發(fā)現(xiàn)了嘴里長毛的畸形。
四、從密碼子的角度解讀轉(zhuǎn)基因
上文已經(jīng)提及，由于地球上所有生物都共用同一套遺傳密碼，它們就是4個(gè)字母：A，T，C，G，所以不同種的生物之間的基因是可以互相轉(zhuǎn)移的。就像我們可以把螢火蟲的熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小白鼠身上，結(jié)果如下圖所示：(以下密碼子均為假設(shè))
螢火蟲熒光蛋白基因：―AGGTCCATCAGCT―
―TCCAGG―
用限制酶切開小白鼠的基因，比如(紅色部分是被剪開的)：
把綠色基因轉(zhuǎn)進(jìn)去：
這樣一只轉(zhuǎn)基因老鼠就完成了。
潛在性
我們也知道，基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了生物各種蛋白質(zhì)。堿基的排列順序不同從根本上導(dǎo)致了蛋白質(zhì)種類的不同。拿人類的基因做例子。以下是人類的一段基因：(假設(shè))
DNA解鏈后其中一條鏈進(jìn)行轉(zhuǎn)錄：
RNA翻譯成蛋白質(zhì)
3個(gè)堿基組成一個(gè)氨基酸，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成。氨基酸的多樣性也是蛋白質(zhì)多樣性的重要原因之一。
被轉(zhuǎn)基因的進(jìn)入，部分基因的切除，打亂了整個(gè)基因的構(gòu)成。就像把熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小白鼠的身上，就必然打亂原有基因的排列。就像一條隊(duì)伍由100個(gè)人組成，如果把任何10個(gè)人甚至一個(gè)人換掉，隊(duì)伍就不是原來的隊(duì)伍了。我們來對(duì)比一下小白鼠沒轉(zhuǎn)基因之前合成的蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)基因之后合成的蛋白質(zhì)。
首先是轉(zhuǎn)基因之前的
小白鼠基因：
轉(zhuǎn)錄：
翻譯：
然后是轉(zhuǎn)基因之后的：
小白鼠基因：
轉(zhuǎn)錄：
翻譯：
對(duì)比轉(zhuǎn)基因前后翻譯出來的兩個(gè)蛋白質(zhì)(其中1是翻譯前的，2是翻譯后的)
五、結(jié)果
氨基酸的種類和排列順序都發(fā)生了顯著的變化。
轉(zhuǎn)基因的插入，顯著地改變了蛋白質(zhì)的氨基酸的排列順序和種類，合成了不同的蛋白質(zhì)。那這些未知的蛋白質(zhì)會(huì)不會(huì)對(duì)人體有潛在的傷害呢?無論是現(xiàn)代人的身體健康，還是人類后代的生存發(fā)展。這個(gè)問題是很難回答的。雖然蛋白質(zhì)進(jìn)入人體的腸胃后會(huì)被分解成普通的20種氨基酸從而被人體吸收，但我們知道，自然界有些毒蛋白進(jìn)入人體的消化系統(tǒng)會(huì)使人急性中毒或慢性中毒，如河豚肉和蛇毒。河豚肉和蛇毒本質(zhì)上也是蛋白質(zhì)，但它們卻并不能被人體消化成氨基酸從而被吸收，反而與人體某些物質(zhì)結(jié)合成有毒物質(zhì)傷害人體或者直接傷害人體使人中毒。那轉(zhuǎn)基因食品中的未知的蛋白石會(huì)不會(huì)同樣的，對(duì)人類有潛在的傷害呢?無論是急性的還是慢性的，現(xiàn)在的還是長遠(yuǎn)的。
實(shí)驗(yàn)表明，相同的小白鼠分成兩組，一組喂食普通食物，另一組喂食轉(zhuǎn)基因食物。當(dāng)小白鼠繁衍到第三代的時(shí)候，食用轉(zhuǎn)基因食物的一組小白鼠患腫瘤的比率遠(yuǎn)高于沒有食用轉(zhuǎn)基因食物的一組老鼠。也就是說，轉(zhuǎn)基因食物和腫瘤有未知的一定關(guān)系。“未知”是指轉(zhuǎn)基因食物和腫瘤爆發(fā)之間的具體原理。難道是轉(zhuǎn)基因食物在轉(zhuǎn)基因的過程中合成了某些未知的有毒物質(zhì)?或者是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因食物所含的蛋白質(zhì)不同，被腸胃分解的氨基酸種類和數(shù)目也吧不同，從而打亂了小白鼠的新陳代謝，使小白鼠的某些生理活動(dòng)出現(xiàn)了紊亂?答案暫時(shí)不明。但該實(shí)驗(yàn)可以表明，轉(zhuǎn)基因的安全性是潛在的。我們對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的態(tài)度應(yīng)該慎之又慎。
六、討論
雖然說轉(zhuǎn)基因食品的安全性以及對(duì)人類的影響現(xiàn)在是未知的，但我們要不要發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)?轉(zhuǎn)基因技術(shù)能解決環(huán)境問題，如，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)量高，種植轉(zhuǎn)基因可以減少耕地的使用。轉(zhuǎn)基因作物不用殺蟲劑，從而可以減少化學(xué)試劑的使用。轉(zhuǎn)基因食物同樣可以解決全球的饑餓問題。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的前景和市場是無量的。
同時(shí)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)也反映了人們對(duì)于新事物的排斥態(tài)度。當(dāng)一個(gè)新事物或者一個(gè)新技術(shù)初步介紹出來的時(shí)候，人們往往報(bào)以不信任甚至是排斥的態(tài)度，就像20世紀(jì)60-79年代的試管嬰兒和20世紀(jì)的化學(xué)合成藥物。這種態(tài)度雖然可以理解，但會(huì)阻礙科學(xué)和社會(huì)的發(fā)展。雖然我們都知道，科學(xué)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展是不會(huì)被人的意志轉(zhuǎn)移的。在現(xiàn)代社會(huì)―這個(gè)基因技術(shù)還不算發(fā)達(dá)的社會(huì)，我們應(yīng)該一邊對(duì)轉(zhuǎn)基因食品報(bào)以慎之又慎的態(tài)度，另一方面，我們應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)加大研究，爭取早日生產(chǎn)出對(duì)人類發(fā)展有益的轉(zhuǎn)基因食物，讓轉(zhuǎn)基因食物得到更好，更安全的推廣。
參考文獻(xiàn)：
[1]百度百科：轉(zhuǎn)基因技術(shù).
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