基因-绿色和平.PDF

50 years since the double helix: Genetic Engineering is crude and old-fashioned 人类发现DNA双螺旋结构50周年： 基因工程是一项粗糙和过时的技术 Janet Cotter 国际绿色和平组织科学顾问 Chuistoph Thea 德国绿色和平组织项目主任 2003年4月 50年前当DNA 的结构被确定的时候1，人们高呼发现了“生命的秘密”。似乎DNA结构的确 定就可以完全了解生命体，然而却忽略了关于DNA功能的基本问题，而仍是现在我们也还没有 解决的。后来，在七八十年代，向生物体基因组中随机插入基因的技术发展起来，被称作“基 因工程”(或转基因技术，译者注) 。基因工程被誉为 “生命”科学，因为它似乎可以按要求来 规划和设计生命体。许多转基因作物被基因工程公司商业化生产，并故意释放到环境中。基因 工程生物体，包括很多已经商业化生产的转基因作物，已经产生了很多非预期后果，却被解释 为技术原因或者可以通过进一步的研究和采用更合适的技术来解决。但是，这些非预期后果的 产生可能是由于基因工程技术本身的缺陷所致。DNA双螺旋结构发现后的50年里，科学显示， 基因表达远远不像基因公司所希望的那么简单。 50年代提出的中心法则(The Central Dogma)，是基因工程的最重要的基础。然而在今天， 中心法则在描述基因表达方面显得过于简单了。现在发现在高等生物 （例如植物）中，哪个基 因表达、何时表达是由很多因素（例如蛋白质、RNA ）之间的反应(reactions)和互动关系 (interactions)决定的。这些反应和互动关系在中心法则中被忽略了。在现今的科学界中，最 初的中心法则已经让位于一个复杂的调控网络，而这个网络调控基因表达的方式还远远没有被 阐述清楚。这样说来，基因工程是基于一个过于简单和过时的法则。由此，基因工程不可能生 产出能被接受的释放到环境和食物链中的产品，因为没有考虑到生物体中现存的复杂的调控系 统。 这篇文章详细阐明了科学界对DNA的本质和分子生物学的中心法则理解的变化是如何使基 因工程的范例作废的。 两个定义： 中心法则(The Central Dogma):1957年2 ，克里克提出了分子生物学中的重要法则，“中心法 则”，认为DNA(遗传信息)生成RNA( 中介物) ，RNA生成蛋白质(它行使功能) ，如图1所示。充当 DNA和蛋白质中介的RNA 叫信使RNA ，mRNA 。中心法则规定，没有信息从蛋白质传送到蛋白 质，从蛋白质到RNA 以及从蛋白质到DNA 。然而，如同下面将要描述的，现在发现，许多基因 调控是将信息传送给DNA ，例如蛋白质传送信息到DNA 。 遗传密码 （The genetic code ）：遗传密码是包含在DNA 中的“字母表” ，于60年代被破译 3 。DNA碱基的排列决定了构成蛋白质的氨基酸种类以及它们在蛋白质中的排列顺序。DNA或 RNA 中每三个碱基构成一个单位，称为密码子(triplet)，每个密码子编码一个氨基酸。 50年代如何看待DNA ： 自从发现以来，双螺旋的简单结构不仅震惊了科学家也同样震惊了世人。这个结构不仅优 美、稳定，而且易于复制，能分成两条单链并根据碱基互补形成两条新的单链。当时，物理学 家和化学家发现很多物质都是由简单、重复的单元组成。生物学家也在寻找生命的最基本构成， DNA和它编码的基因看起来像是一个很好的结果。 遗传密码的破译使得DNA被认为是细胞的主宰、决定生命的高级实体(superior entity) 。在遗 传密码发现的同时，信息技术高速发展。DNA 的序列贮存了所有的信息，被称为 “生命之书”。 DNA被认为是遗传信息的携带者，同时利用这些信息“构筑”细胞。在科学和非科学的描述中， DNA被认为是主动的(active) 。这个主动的特性在通俗化描述中心法则的时候表现出来4 ：“DNA 生成RNA ，RNA生成蛋白质。”一般理解为DNA是发起者(initiator)，通过基因