基因的探索史

  绝大多数生物的基因（gene）是一段具有遗传效应的DNA（脱氧核糖核酸）片段，控制生物体的形态、功能、行为等性状。但某些病毒的基因是一段具有遗传效应的长链RNA（核糖核酸）分子。作为遗传物质，基因DNA的自我复制让生物体遗传信息得以维持和代代相传，同时基因的突变赋予生物性状的变异。神奇的基因，承载着生命的奥秘，人类从逻辑概念到化学本质对基因的了解和认识经历了一段曲折漫长的历程，留下许多科学家熠熠生辉的印记：

  1864年，奥地利植物学家孟德尔实验发现，豌豆苗亲代性状能传给后代，证实生物体的遗传信息能代代相传。

  1869年，瑞士医生弗里德里希·米歇尔首次从白细胞中分离出了DNA，基因的身影初现。

  1885~1901年，阿尔布莱希特·考索尔证实核酸由腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和尿嘧啶组成，人类开始探析到基因的奥秘。

  1889年，荷兰植物学家和遗传学家雨果·德弗里斯提出了细胞核 “泛生子”决定物种遗传特性的泛生子学说。1900年他重复了孟德尔遗传试验，1903年发表了《突变理论》，提出了基因突变的概念，即自然条件下基因的突变能产生新的突变体。这些发现推动了生命现象的阐释和遗传学新纪元的到来。

  1928年，英国细菌学家弗雷德里克·格里菲斯在肺炎双球菌实验中发现死细菌通过一种物质转化可以将性状转移到活细菌上，首次证明了DNA是遗传物质。

  1944年，奥斯瓦尔德·艾弗里重复了格里菲斯的结果，再次分离和证实DNA作为遗传物质实现性状在细菌之间的转移。

  1952年，阿尔弗雷德·赫尔希和玛莎·蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，验证了DNA是遗传物质的实验结论，阿尔弗雷德·赫尔希也因此获得1969年的诺贝尔生理医学奖。

  1953年，克里克和沃森认为DNA是生物体的主要遗传物质，提出了由4种脱氧核糖核苷酸组成的两条互补DNA长链以双螺旋结构盘结的DNA模型，揭开了地球上所有生物的遗传奥秘，为DNA重组技术的革命铺平了道路。1962年，克里克和沃森因此研究均获得了诺贝尔生理或医学奖。

  1972年，美国斯坦福大学伯格等人利用限制性内切酶和DNA连接酶获得重组DNA分子，由此产生基因克隆技术。

  1973年，美国发明出重组DNA技术，并培育出全球第一个转基因大肠杆菌。

  1983年全球首例转基因植物—转基因烟草问世。

  目前，转基因技术已广泛运用于水稻、玉米、小麦、马铃薯、大豆、油菜、番茄、番木瓜、西葫芦、茄子和苹果等农作物和园艺作物。

  基因不再神秘，人们也从发现基因、了解基因到利用基因造福人类。

  学术支持

  中国农业科学院生物技术研究所

  中国农业生物技术学会

  保定学院

  科普作者

  张海文

  配图制作

  孙欣悦、崔醒群