dna对科学与社会文化的影响

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1、DNA对科学与社会文化的影响五十年前，四位年轻的科学家及其领导的研究小组，在世界著名的科学杂志《自然》（Nature）杂志上发表的三篇论文，以两股相互缠绕的优美的螺旋线勾勒出彰显生命奥秘的蓝图，标志着生命科学一个崭新时代的到来。五十年来，在科学家的努力下，蕴藏在复杂的生命现象中的许多法则不断被揭示出来。对这些法则的诠释不仅包含了人类对生命有机体秩序和演化历程的深刻理解，而且也展示出人类期冀从变幻无常的生命现象中把握住其永恒真谛的努力。回想半个世纪生命科学的跃迁，无论怎样高度评价DNA分子的双螺旋结构模型的建立都不过分。一、从平行线到双螺旋1、遗传因子与核酸：互不相干的独立发现

2、十九世纪中叶，两项当时看来互不相干的发现，揭开了现代遗传学的序幕。1854年，一名奥地利的修道士孟德尔（J.Mendel,1822～1884）在修道院的花园里开始了植物杂交育种的遗传研究。在经过连续8年的豌豆杂交试验后，他于1865年，写出了一篇题为《植物杂交试验》的论文。他以精确的实验数据和严密的数理分析，揭示了生物遗传性状在后代的传递规律，即“遗传因子”的“分离和自由组合定律”。孟德尔在奥地利布隆自然科学年会上分两次宣读了他的论文。遗憾的是，他这项划时代的惊人发现没有引起任何反响而遭受冷遇，甚至与其同时代的达尔文也不承认孟德尔的研究成果对他的进化论有意义。就在孟德尔发表他

3、的研究成果后不久，1868年，一位瑞士年轻的化学家米歇尔（J.Miescher,1844～1895）从脓液的白细胞的细胞核中获得了一种含磷量很高的未知物质。他将这种物质命名为“核素”（nuclein）。米歇尔的指导老师霍佩-赛勒（F.Hoppe-Seyler,1825～1895）推测这种新物质“可能在细胞发育中发挥着极为重要的作用。”然而，当时一些科学家认为，“核素”无非是一种不纯净的蛋白质物质，随后，德国科学家塞勒也从酵母菌中分离到了这种物质。在相当长的一段时期内，遗传因子与核酸的研究一直保持着互不相干的平行发展。1900年，在孟德尔的论文被束之高阁30多年后，三位欧洲学者

4、各自独立地重新发现了孟德尔的理论。1906年，孟德尔主义最热心的支持者巴特森在他担任第三届国际杂交育种大会主席所致的开幕词中指出，孟德尔的原理“将在今后所有进化问题的讨论上都会起到显著的作用”，并向大会提议用遗传学（Genetics）一词代表孟德尔定律被重新发现后、蓬勃兴起的新兴学科。1909年，约翰森提议用“基因”（gene）一词代表孟德尔因子，创用“表现型”和“基因型”来描述个体外貌和实际的遗传类型。从此，基因的概念及其行为规律构成了现代遗传学的基础。在孟德尔之后，遗传学沿着两条路径发展，一是遗传类型的统计分析，二是从亚细胞结构来研究遗传的物质基础。当这两条研究路径发生交

5、叉、融合时，遗传学顿时凸现出其在生命科学领域中的重要地位。1885年，德国医生魏斯曼首先意识到遗传是由具有一定化学成分，具有一定分子性质的物质，从这一代到另一代的传递来实现的，并指出染色质是细胞核内最重要的成分。1903年，萨顿提出来自父本和母本染色体的结合与在以后减数分裂时的分离，是孟德尔遗传定律的物质基础。1911年，摩尔根根据对果蝇的实验研究，提出了“染色体遗传理论”，对遗传学和细胞学的发展产生了巨大影响。然而，“核素”的研究却不如遗传因子的研究那么顺利。20世纪初，科塞尔（1910年，诺贝尔生理医学奖）等人证明了“核素”是由糖、磷酸与嘌呤碱、嘧啶碱等成分组成。后来人们

6、发现，“核素”具有酸性，因此更名为“核酸”。1909年，美国生物化学家欧文发现，核酸中的碳水化合物是由5个碳原子组成的核糖分子。到了1930年，他又发现米歇尔所发现的“胸腺核酸”中的糖分子比塞勒从酵母菌中发现的“酵母核酸”中的糖分子少一个氧原子，因此将这种糖分子称作“脱氧核糖”；含两种不同糖分子的核酸分别称为“脱氧核糖核酸”（DNA）与“核糖核酸”（RNA）。1934年，欧文将核酸分解成许多亚单位——“核苷酸”。这就是说，核酸是由核苷酸组成的。核苷酸还可以进一步分解为嘌呤或嘧啶碱基、戊糖和磷酸。DNA和RNA的发现和早期研究似乎并没有掀起多少波澜，因为它们的发现者们并没有能够

7、很好地说明DNA、RNA与生物遗传基因究竟有什么关系。从1910年代到1930年代，人们并没有将染色质当作是遗传物质的基础，甚至在关于染色质化学的许多论文中，基本不讨论它可那具有的生物学作用。人们一直认为蛋白质才是生命体内主要的遗传物质。2、DNA是遗传物质的基础19世纪中叶的两项重大发现，及其产生的科学成果一直保持着各自独立的平行发展，直至75年之后，它们才被科学家“联姻”在一起。1944年，艾弗里（O.Avery）及其同事麦克里奥德（C.Macleod）、麦卡梯(M.McCarty)通过细菌转化实验