基因工程、减论与转基因主粮顾秀林.PDFVIP

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”：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（James Watson ，1928-- ）与同在剑桥大学的合 作者弗朗西斯·克里克（Francis Crick 1916-2004 ）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