他們終於在1953年製成了這個模型,它含有兩條(而不是三條,據說兩條看起來更加和諧優美)、螺旋形的鏈,中間由一係列的分子"橫檔"連接起來。他們指出,每個橫檔是兩個堿基組成的一對搭檔--"堿基對",即腺嘌呤(A)一胸腺嘧啶(T),或者鳥嘌呤(G)一胞嘧啶(c)。這些青年科學家正確地推測出DNA鏈上的A、T、G、C堿基順序能夠決定各種生物體的遺傳特性。同時他們還認識到這兩條鏈可以分開進行複製,以此將遺傳信息一代一代地傳遞下去。兩人因此獲得過諾貝爾生物醫學獎。
幾年以後,美國國立衛生研究所的尼雷柏格和哥倫比亞大學的科勒納等人破譯了各種生物體細胞,將其DNA中的各種堿基翻譯成決定細胞結構和執行種種功能的蛋白質的遺傳密碼,包括諸如眼睛顏色和癌症易感性等遺傳特性。
60年代後期,瑞士科學家阿爾伯和美國霍普金斯大學科學家史密斯、內森斯發現了一種能夠把大DNA分子切割成小斷片的切割酶。內森斯用這種方法製成了第一張染色體物理圖,並測定出此染色體DNA上單個基因的排列順序。他推測更大一些的染色體也可以用同樣的方法來研究,從而拉開了染色體圖譜研究的序幕。
1973年,研究人員用限製性酶切割所要研究的特異性DNA序列,然後將其與細菌DNA連接。細菌每次分裂時複製出的DNA都含有外來的特異性DNA。由於細菌繁殖得快,15個小時內就可以產生出lo億個拷貝,用這種方法可以產生出大量的特異性DNA序列,這種過程即稱為克隆。後來,一個名叫卡利·穆力斯的青年科學家發現可用DNA多聚酶來進行複製,因為細菌本身也用它來複製DNA。他發明的這種方法叫做多聚酶鏈反應,用這種方法可以擴增試管中的任何特異性DNA序列。
現在人們就是用這種方法製備各種DNA分子,以圖確定基因序列,進行基因測定。
基因療法
我們先來看看美國南加利福尼亞大學醫學院基因治療室主任安德遜對基因治療的一個病例描述:
"1990年9月14日,年僅4歲的艾珊蒂成為接受經過聯邦一級政府批準的基因療法的第一位病人。小艾珊蒂患的是嚴重複合免疫缺失症,原因是她繼承了父母親各自的一個缺失基因,該基因通常不能產生腺苷脫氨酶,而腺苷脫氨是免疫係統完成正常功能所必須的。艾珊蒂由於缺少這種重要的酶而使免疫係統停止運轉,所以成了最易受感染攻擊的宿主。
"艾珊蒂接受的基因療法是由布萊斯、庫爾瓦、我和其他幾位組成的專家小組在國立衛生研究所內進行的。我們從艾珊蒂的體內取走免疫係統的白細胞,把正常複製的缺失基因插入這種收集物內,然後把經過處理的細胞放回到艾珊蒂的血液循環係統中去。實驗進行得很好。艾珊蒂在四個月內接受4次灌注後,她的病情得到了改善。借助於偶然的跟蹤治療的幫助,艾珊蒂現在已經由一個總是麵容憔悴的、隻是去看醫生時才離開家門的受隔離的小姑娘,而變成了一個健康活潑、熱愛生活和可以做每件事的9歲小女孩了。"
由此我們可能已經預言,基因療法將構成新的醫學革命。因為把入選基因傳遞給病人的細胞,就有可能治愈或緩解包括許多迄今仍對抗治療的大多數疾病(如癌症、血友病、艾滋病等)。對未來的基因療法我們可以這樣設想:用治病的基因置換病毒的基因,其所形成的物質適合進入從病毒產生的載體殼;把含有基因載體的溶液注射進病人的血流內;基因載體飛向靶細胞如腫瘤的細胞;載體把治病基因轉移給靶細胞,基因從單鏈轉變成雙鏈並結合進靶細胞的DNA中去;蛋白質合成的治病基因殺死腫瘤細胞。艾珊蒂的病例是將一個健康的基因拷貝插入到病人的細胞裏以便補償缺損的基因。而另一種方式則是有目的地輸入替代基因。科學家們預計,在20年內基因序法將正但是基因療法卻沒有我們想象的那麼完美。當我們在技術上已經有能力提供用於治療致死性疾病的基因時,我們也有能力為不太光明正大的目的而提供基因。因此,現實的危險是我們的社會可能滑向優生學的新紀元。給予有病的個體以正常的生存跟試圖對正常進行的所謂改良不是一回事。因而當我們開始改變生殖細胞或胚胎細胞時,這個狀況甚至將會變得更加危險。再者,在改變人的遺傳方麵的錯誤指導或險惡的企圖,都可能給後代帶來許多問題。我們不得不提防基因療法所潛在的.
危險,隨時保持警惕。
基因溯源
在基督教的神話傳說中,亞當和夏娃是人類的始祖。那麼在實際曆史中,人類究竟有沒有共同的祖先?要回答這個問題,基因研究也許能夠提供令人信服的根據。
早在1987年,英國《自然》雜誌所發表的美國加州大學伯克利分校研究人員的一篇論文,就作出這樣的結論:人類共同的母親是存在的,這就是"夏娃"。根據科學家的調查和推算,人類共同的母親很可能生活在20萬年前的非洲。研究人員的依據就是基因。人體細胞的細胞質中存在著線粒體,其中也包含DNA,這種特殊的基因隻能從母親遺傳給女兒。根據這一特點,研究人員研究了許多種族的婦女,包括非洲人、亞洲人、高加索人、澳大利亞人、北美土著人和新幾內亞人,結果發現,所有女性的線粒體DNA基因圖譜在某一段或一些位點上都很相似或者完全一樣。這證明她們都有親緣關係。很可能她們的染色體(即DNA)出自同一女人,而這個女人就是《聖經》中的"夏娃"。