科學現場調查:為什麼各大洲人的膚色會不同? 開啓生命之門—基因
為什麼各大洲人的膚色會不同
為什麼人的長相會千差萬別……如果殘疾的肢體能夠復原,如果能夠有效預防可能發生的疾病……或許,不久的將來,所有的疑惑和希望都因為此項計劃而有了圓滿的答案。
開啓生命之門—基因
基因是決定一個生物物種的所有生命現象的最基本的因子。決定一個物種之所以是這個物種,是由它的遺傳信息決定的,而遺傳信息的載體,就是DNA(脱氧核糖核酸)。基因不僅可以通過複製把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達。不同人種之所以會有頭髮、膚色、眼睛、鼻子等的不同,是基因差異所致。
人類的遺傳物質是DNA,它的總和就是人類基因組,人體估計有6萬至10萬個基因,由大約30億個鹼基對組成,分佈在細胞核的23對染色體中。
人類基因組計劃
1985年,美國科學家率先提出了人類基因組計劃,旨在闡明人類基因組30億AI鹼基對的序列,發現所
有人類基因並搞清其在染色體上的位置。這個計劃旨在讓人類第一次在分子水平上全面地認識自我,所有
遺傳密碼能夠被人類自身解讀,從而揭示生命的所有奧秘。它的研究方式是將人類的所有基因全部羅列出
來,把人類基因組的全部DNA序列測定出來,以此破譯人類全部遺傳信息。
1988年,美國國會正式向這項計劃撥款2 790萬美元,計劃在1990年開始啓動。其總體規劃是:擬在15
年內至少投資30億美元,精確測序30億個鹼基對構成的人類基因組,從而最終弄清楚每種基因製造的蛋白
質及其作用。不久,該計劃發展成一個由多國政府支持的國際項目,先後有美、英、日、德、法及中國等6
個國家參加,有16個實驗室及l 100名生物科學家、計算機專家和技術人員參與。中國於1993年加入該計劃
,承擔其中l%的任務,即人類3號染色體短臂上約30Mb的測序任務。
在人類基因組計劃中,還包括對5種生物基因組的研究:大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠,稱為人
類的五種“模式生物”。
人類基因組學研究的總體計劃分為幾個階段性目標:一個人的基因組——多樣性的基因組——個體化
的基因組。完成一個人的基因組即人類基因組計劃是第一個目標。完成幾百個人的人類基因組多樣性的“
單倍體型圖計劃”是第二個目標。中國科學家花費了3年的時間完成了這個計劃10%的工作。接下來,隨着
技術的不斷強大,完成每個人的基因組序列的測序,那麼從基因組圖到基因組多態性圖,最後到疾病及變
化的變異圖,有三條基本的路線,即從人類基因組計劃到人類單倍體型圖計劃,再到包括中國、非洲、歐
洲等各個羣體在內的測定羣體基因圖的單倍體型圖計劃,直至達到個體化基因組的目標。
2000年6月26日,參加人類基因組工程項目的6國科學家共同宣佈,已經完成人類基因組草圖的繪製工
作。最終的完成圖要求測序所用的克隆能忠實地
代表常染色體的基因組結構,序列錯誤率低於萬分之一.95%的常染色質區域被測序,每個Gap小於150kb。完成圖已於2003年完成,比預計提前了2年。
隨着人類基因組逐漸被破譯,一張生命之圖將被繪就,人們的生活也將發生巨大變化。
這項計劃一旦完成,我們將清楚地瞭解一個人為什麼會成為色盲,為什麼會發胖、禿頂,為什麼易患這種疾病而不是另外的疾病等等。正由於此,它是一項改變世界、影響到我們每一個人的科學計劃。
基因組計劃除了可以對各種疾病的產生原因有更明確的解釋外,利用基因原理製成基因藥物也已成為現實,能夠避免誤診和誤治。醫學界更是期待利用基因治療解除目前還攻克不了的患疑難雜症病人的痛苦。如果這一目標實現,人類對自身的瞭解、人類的健康問題將掀開一個新的篇章,也將奠定21世紀的醫學基礎。人體的生化特性也可以利用基因得到控制,人類將能夠恢復或修復人體細胞和器官的功能,由此人類的進化過程可以得到改變。
基因科學也可以運用到動植物身上。改良果蔬品種,提高農作物的品質,都可以利用基因來實現,更
多的轉基因植物和動物、食品、超級作物也會出現在人們的眼前。