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1951－1952年，美国科学家赫尔希和德尔布吕克通过对噬菌体的研究，进一步证实了埃弗雷的观点。噬菌体是能吃细菌的物体，这种物体离开了细胞是一种无生命的物体，而一旦进入细胞展阶段的历史，揭示了原始公社制度解体和以私有制为基础，就具有生物体新陈代谢、繁衍后代等一切特性。赫尔希和德尔布吕克选择了一种专食大肠杆菌的噬菌体，外形像绒科，有短而粗的头和一条尾巴。当这种噬菌体遇到大肠杆菌时，先把尾巴搭住细菌并在细菌身上打开一个孔，然后把自己体内的物质通过小孔注入细菌体内，随后，数以千计的噬菌体形成了，细菌也破裂了。噬菌体的外壳是蛋白质，而内容物只有DNA。噬菌体把自己的DNA注入到细菌体内生出了小噬菌体就证明了DNA具有指导遗传的功能，也说明DNA决定着蛋白质的合成以及蛋白质的性质和构成。蛋白质是组成生命的基础物质，是生命功能的最主要执行者，因此，DNA就是生命遗传的基因物质。

在以上几位科学家所取得的巨大成就的鼓舞下，生物化学家们开始重新考察核酸的结构。

那么，DNA中的4种核苷酸是怎样连接起来的呢？在很长的一段时间内，许多科学家一直把蛋白质作为生物性状表现的工具，认为核酸是通过蛋白质起作用的，因此，核酸在遗传中的重要作用没有受到足够的重视。直到20世纪40年代末50年代初，人们才发现核酸不但能够水解分裂成碱基片段，而且还可以进行定量分析。1950年，美国生物化学家查尔加夫分析了DNA的组成成分，发现了不同来源的DNA分子中，膘哈类核苷酸和呼院类核苷酸的总数总是相等，腺膘吟核苷酸（A）的数目总是等于胸腺唤院核苷酸阿），鸟源吟核苷酸（G）的数目等于胞陵陡核苷酸（C），即A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C。这就是著名的“查尔加夫规则”。

通过研究，查尔加夫还发现，DNA碱基成分随着来源的不同有很大的差异，4种碱基可以按不同的序列排列，表现出极大的多样性和特异性，能得到4”种不同的排列方式，是一座十分庞大的遗传密码库。而且4种碱基的组合还遵循一个共同的规律：不论DNA的来源如何，在4种碱基中，腺瞟吟（A）总是跟胸腺阐陡河）配对，腺喀院（C）总是跟鸟膘哈（则配对。这种严格的碱基配对叫作“碱基互补原则”。

查尔加夫的发现大大地推进了人们对DNA的理解程度，下一步就是要搞清楚DNA的化学结构以及它在蛋白质中产生何种作用，从而支配着蛋白质的合成。就在查尔加夫埋头对DNA展开细致研究的同时，运用X射线等先进的物理学方法研究生物大分子的晶体结构也取得了突破性进展。这一工作主要是在英国进行的。50年代初，英国科学家威尔金斯等人用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年后发现，DNA是一种螺旋结构。1951年，英国女物理学家富兰克林拍到了一张十分清晰的DNAX射线衍射照片。这些卓有成效的工作为DNA双螺旋结构的发现打下了坚实的基础。

最终完成这一宏伟工程的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克。沃森是埃弗雷噬菌体研究小组的成员，克里克则是英国结构学派的成员。1951年11月，两人在剑桥大学的卡文迪许实验室相遇，并进行了愉快的交谈，很快发现彼此都对DNA分子结构极感兴趣，于是便相约合作研究，试图揭示和阐明遗传信息的结构基础。

此后，沃森与克里克抓紧时间研究已经获得的各项数据，并于1951年底提出了一个由三股链组成的螺旋结构模型。但是很快，他们便失望了，因为由于算少了DNA的含水量，搭构出来的三股链的样子连他们自己看着都觉得别扭。第一个模型失败了。1952年7月，克里充意外地从查尔加夫那里得知DNA所含的4种碱基含量并不相等，他意识到，果真如此，那么只有一种可能，那就是它们只能是两条链上碱基互相以配对的形式而存在。1953年2月，克里克与沃森又得到了关于DNA结构的X射线衍射照片和新数据。根据各方面对DNA研究的信息和深入细致的研究分析，沃森和克里克形成了一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。于是，他们搭建了一个DNA双螺旋模型，并于1953年4月将新的DNA结构模型在权威刊物帕然》杂志上公布于世。

这是一个极为成功、无懈可击的DNA分子结构模型，它由两条右旋但反向的链在同一个轴上盘绕而成，像一个螺旋形的梯子，生命的遗传密码就列在梯子的横档上。DNA双螺旋结构模型完美地说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征，它的提出是生物学史上划时代的事件。从此，遗传学的历史和生物学的历史正式从细胞阶段进入了分子阶段。由于这一划时代的贡献，沃森、克里克和英国科学家威尔金斯共获1962年度诺贝尔医学和生理学奖，这一殊荣今完全出乎意料的克里克、沃森感慨万千，激动不已。克里克在他的回忆录《狂热的追求——科学发现之我见》中表述了这种心情：“双螺旋确实是一种了不起的分子，也是一个了不起的发现。现代人的历史约有5万年，文明的历史几乎不到1万年，美国的历史仅仅200多年，可是RNA、DNA都至少存在了几十亿年。从古至今，双螺旋就一直存在并活跃着，可是我们还是近些年才知道。当然，值得庆幸的是，我们是地球上最先意识到它的存在的生物。有关我们发现双螺旋的文章如此之多，我很难再补充什么。我想说，DNA是由4个字母的语言写成的长长的生命信息，这是生命的语言……”

沃森与克里克发现的DNA分子双螺旋结构模型有4个重要特点：一，DNA分子是由两条成对的链以双螺旋的方式接一定空间距离相互平行盘绕，像一根扭曲的大麻花。DNA分子的长链从头至尾都严格遵守碱基配对原则。二，两条长链的方向是相反的。三，腺瞟吟（A）

跟胸腺嚼咛灯）以两氢键联结配对，而胞喷促（C）与鸟瞟吟（G）却以三氢键联结配对。比如，一条链上的碱基排列顺序是TCGACTGA……，AF么，另一条链上的碱基排列顺序一定是AGCTGACT……。这就意味着，DNA中一条链的碱基顺序一旦确定，那么另一条链的碱基顺序也就确定了。四，DNA双螺旋结构模型表明它的结构对于碱基的顺序不存在任何限制。

据科学家统计，一个体细胞的全部DNA“螺旋楼梯”长约2米。若将一个人的全部DNA连接起来，可以在地球和太阳之间扯上80个来回。

在那个伟大的发现之后，沃森与克里克从未停止过对生命更深层次的探索。不久，他们又给《自然》杂志撰写第二篇文章，提出了DNA分子的复制假说：在体细胞的有丝分裂中，每个DNA分子双螺旋先分解成两个单螺旋，每个单螺旋再利用细胞中现成的游离膜吟、啧啧以及酶重建失去的那一半。实际上，可以形象地认为，每个单链好像“模子”，按照某种特定方式浇注出一个个与“模子”相匹配的产品。因此，生命体内DNA分子由一个变为两个的复制被称为“半保留复制”。沃森和克里克阐述的关于DNA分子的复制假说得到了当时科学界广泛认同，人们开始认识到，生命就是一个不断复制和进化的过程，而这个过程起始于DNA的复制，从而保证了父辈的生命密码像拷贝一样准确无误地传给了子孙。至此，千百年来一直困扰人类的生命遗传之谜终于被解开了。到了20世纪90年代中期，分子生物学家的研究发现，所有的DNA都有一种语言的特性：分子中的每4种碱基对必定组成4个字母，由此构成长的文字系列。事实上，编译出基因中信息的DNA系列已经被生物学家形象地称为“生命的语言”，他们为了把“生命的语言”“逐字表述出来，让DNA通过一系列语言的测试，测试的结果令人惊讶：一部分DNA显示的文字，其构造竟然同天然的语言十分相似，而另一部分DNA显示的文字则形同“天书”，完全不像天然的语言，而这一部分DNA恰恰含有能编译密码、制造蛋白质的基因。

　　生命密码

在层层剥离生命的奥秘显现出生命的全部密码之前，很有必要提一提蛋白质。这个名词对于许多人都不会陌生，“高蛋白”几乎成了高营养的代名词。虽然蛋白质在生物学上的重要性并非全在于营养方面，但是，在生命体这座雄伟大厦的图纸上，真正构筑起大厦并行使各种功能的主要还是蛋白质，它是生命功能最忠实的执行者。

蛋白质是一类含氮的生物高分子，其基本组成单位是氨基酸。构成蛋白质的氨基酸只有20种，其中有8种是人体内无法合成的，需要从食物中摄取。蛋白质可以分为两大类，一类是简单蛋白质属山东）人。曾入太学学习《易》及公羊学，从张恭祖学，它们的分子只由氨基酸组成，另一类是结合蛋白质，它们的分子由氨基酸和部分非蛋白质部分组成，结构相当复杂…··二总之，蛋白质是一种高分子有机化合物，种类繁多。由于不同生命体细胞内存在着不同的蛋白质，所以生命体能显示出不同的性状。

显然，生命体无法直接将它特有的蛋白质传递给后代，犹如父母并不能把他们的眼睛、鼻子、嘴唇直接传给子女一样。在这一具有决定性意义的传递过程中，起关键作用的只有DNA，DNA可以把遗传信息表现为细胞的结构和功能静止又称“相对静止”。物质运动的特殊形式。事物运动，它可以“指示”细胞合成自身生命活动所需要的一切蛋白质，蛋白质再进而显示出生物体的遗传性状。

那么，DNA如何“指示”细胞合成蛋白质？这一过程的复杂程度在人们没有破译出生命遗传密码之前几乎难以设想。因为DNA是由4种碱基组成，而蛋白质却由20种氨基酸组成，4种碱基若能够决定20种氨基酸的排列组合，一定会有某种特别的编码方式。1944年物的本质区别、解决具体问题的基矗，著名的量子物理学家薛定愕出版了《生命是什么》一书，提出了遗传密码的思想。薛定愕认为，莫尔斯电码只用了点和划两种符号便可产生几十种代号，基因分子的编码方式必定具有雷同之处。薛定愕未能走得再远一些，而是把这个很伤脑筋的问题留给了业余生物爱好者、美国天文学家盖莫夫。1953年沃森和克里克关于DNA双螺旋结构模型发表之后，盖莫夫在1954年2月便提出了一个大胆的设想：DNA分子中的4种核音酸分解形成各种不同的组合，每一种组合就是一种氨基酸的符号。盖莫夫的设想立即在美国招致非议，倒不是他说得没有道理，而是他作为一个天文学家，“管得太宽了”，不该在生物学界“评头论足”。盖莫夫只好转而求助于丹麦的一家科学杂志，没想到引起了很多物理学家的关注。1955年，这些物理学家凭借着惊人的抽象思维能力，提出了三个核音酸组合在一起决定着一个氨基酸的设想。

1957年，克里克在吸收物理学家关于DNA组合编码的思想、对核苷酸可能是蛋白质合成的密码进行研究时提出了“三联体密码”假说：在DNA分子中，三个核苷酸组成一种氨基酸的密码，除了每个氨基酸有自己的“三体密码子”外，多余的密码子是蛋白质合成或终止合成的符号。此外马赫的用语。认为在进行哲学思维时，要运用最经济、费力，也确实存在着一种氨基酸有几种不同的密码子的情况。至此，纷繁复杂的生命最终在三体密码的基础上获得了统一，基因的真实面目也大白于天下：它只是一个密码的系统，而不是人们原先想像的那样是某种神秘的物质实体。生物界从最简单的病毒到最高等的人类，基本活动都是合成蛋白质的活动，而且无一例外地都服从统一的、由核各酸组合而成的密码的支配。所有的生物都在按照这个密码体系进行着生命接力棒的传递。接下来又发生了一件轰动20世纪生命科学界的大事。20世纪60年代，美国生物学家尼伦伯格等人破译了DNA中核苷酸组合成的生命遗传密码。1961年，美国生物学家尼伦伯格等人合成了由许多“尿核青酸”连结成的长链，称为“多聚尿着酸（U－U－U－U……）”，他们把这条人工合成的长链加入含有多种氨基酸、酶、核糖体和一些合成蛋白质所必需的溶液中。不久，奇迹出现了，这种溶液中形成了一条只有苯丙氨酸连接而成的多肽链。于是，尼伦伯格等人断定苯丙氨酸的三联体密码是U－UU。此后，尼伦伯格等人进行了更为复杂的试验，并采用类似的方法确定了亮氨酸、异亮氨酸等多种氨基酸的密码。到了1967年，他们破译了20余种氨基酸的密码，还发现了不少代表着起始、终止和标点的密码。后来，人们把尼伦伯格等人破译的生命遗传密码组合成一部精致的密码字典，利用这部特殊的字典便可以随心所欲地找到各种氨基酸和它所对应的遗传密码。

查阅遗传密码字典的时候，先取左边（第一碱基）的一个字母，再取上面（第二碱基）

的一个字母，最后，再取右边（第三碱基）的一个字母，合起来就是一个氨基酸。例如GAG代表谷氨酸，AAU代表天冬酚胺等。非常有趣的是，密码里还有句号，用来表示氨基酸连成I一个段落。不妨借助这部生物字典翻译下列一段密码：GCA（丙氨酸）、AAC（天冬酚胺）、UCC（丝氨酸）。GGU（甘氨酸）、AUC（异亮氨酸）、UAC（酪氨酸）、UAA（句号）、UAG（句号）、GGA（甘氨酸）、UUA（亮氨酸）、CCC（脯氨酸）、AUG（甲硫安酸）、UCG（丝氨酸）、AAG（赖氨酸）、ACA（苏氨酸）、AAG（赖氨酸）。原来，它就是噬菌体R17身上的部分遗传密码。科学家指出，从细菌到人类的一切生物的遗传密码都能从遗传密码字典上找到（附：遗传密码字典）。

当科学家们破译了决定生命基础的蛋白质的氨基酸合成密码后，遗传信息的传递机理便成了人们迫切渴望获知的热门话题。可是，在当时，对遗传信息的传递过程作出合情合理的解释，实在令人望而生畏。因为细胞学所掌握的事实是，所有DNA都在细胞核内，而蛋白质却存在于细胞质中，像DNA这样硕大的分子是无法随意进入细胞质的。但是，DNA的遗传密码如果不能被带入细胞质就无法合成特定的蛋白质，换言之，这个密码就无所作为。于是，科学家们大胆地推测，一定有一个传递信息的使者，从DNA那里拷贝了一份密码文件，并带入了细胞质中。那么，这个传递信息的使者染色体是由许多记录遗传信息的小基因区段组成，每一个基因区段负责控制生物一种性状或者负责几种相关的性状，或者是几个基因区段负责控制生物体某方面的性状等等，一旦这些正常基因发生变化就会变成异常基因，相应地由它决定的正常性状也就变成了异常性状。突变基因产生后就会通过精、卵、受精卵传给下一代。但在DNA模型尚未建立之前，弗里斯无法很好地解释突变的内在机制。

弗里斯的突变理论后来不断得到证实。较为著名的有这样一个实例：是谁呢？经过试验和观察，人们终于发现，这个信使就是RNA。RNA在合成蛋白质过程中的作用很快被实验所证明：科学家们用一种除去DNA的酶除去细胞中99％的DNA，结果发现细胞仍有合成蛋白质的能力，而如果用另一种除去RNA的酶，只要除去35％的RNA，细胞就彻底失去了合成蛋白质的能力。

RNA的结构与DNA极为相似，也是由核苷酸连接而成的长链，只不过DNA是双链，RNA是单链。如果在DNA单链的鸟源吟（G）处连上一个跑呼咬（C），在腺瞟吟（A）处接上一个尿喷院（U），这样形成的一条新链就是RNA。

现在，人们已经知道，细胞核内DNA的遗传信息必须由RNA翻译过来并带入细胞质才能合成蛋白质。可是，细胞为什么不直接把氨基酸直接运到细胞核中的DNA那里合成，却必须要经过RNA的翻译呢？科学家们的回答近似神话，听起来饶有趣味：生物细胞中的DNA可是生物体传宗接代的根本，它如同一份绝密的构造生命的图纸，是万万不能遗失的。所以这份蓝图只能锁在保险箱——细胞核中，只许抄写，不能借出或销毁。此外，DNA分子太大太长，细胞核这个工作车间太小了，装配起来甚为不便，因此，必须依靠翻译家的帮助，才能完成如此程序化的工。于是，在DNA的指挥下，翻译家RNA不辞辛劳，帮助生物体合成各种各样的蛋白质。

在生物界，蛋白质的种类是一个天文数字。仅就人体而言，细胞内的蛋白质可能就有1 种以上，这就是人体表现出各种性状的物质基础。例如子女有的地方像父亲，有的地方像母亲，那是因为子女从父母那里得到了一张独特的生命蓝图，从而合成了表现一定性状的蛋白质，产生了一定的遗传性状。至于子女和父母有许多不像的地方则是因为有些遗传性状受到环境的影响而无法表现。

完成把“密码”语言译成蛋白质的20多种氨基酸语言的重任是由三种RNA共同肩负的，一种是信使RNA（m－RNA）；另一种是转运RNA（t－RNA）；再一种是核糖体RNA（r－RNA），它们不知疲倦地分工协作，有条不紊地进行着自己的本职工作。

当细胞开始制造蛋白质时，细胞核内双螺旋的DNA便分解成为两个单链，信使RNA把DNA上合成蛋白质的密码“抄录”下来，然后被派往细胞质，在细胞质中与蛋白质的制造车间核糖体结合起来。这时候，转运RNA便忙活起来，它能够识别信使RNA上的遗传密码，因此充当了“译员”的角色。转运RNA表现得相当活跃，它来回工作，把相应的游离氨基酸“领到”核糖体那里报到，使不同的氨基酸在核糖体上依据信

　　基因突变与改造生命

中国有句谚语：“一母生九子，母子十不同”，道理很简单，就是说生命不仅是一个遗传、复制的重复过程，同时也是一个不断变化的过程。到了20世纪基因的密码完全破译之后，“世界上从未出现过两个性状完全一样的个体”这个显而易见的事实便上升到科学的高度而合乎逻辑地解释为生命遗传中的变异。

生命遗传中的变异与基因突变密切相关，最先较为系统地阐述突变理论的人是19世纪荷兰学者德·弗里斯。早在1886年，弗里斯就开始用月见草进行遗传与突变试验，并于1901年到1903年间发表了“突变”理论。在突变理论中，弗里斯认为空中存在的物质世界和我们所接受的前人的思想、观点放在，突变是不需要经过中间过渡而突然出现的，而且突变一旦产生，便可能一代代遗传下去。弗里斯把“突变”定义为：

由种种原因而引起的基因结构和功能上的改变。弗里斯认识到，贮存生命遗传信息的使RNA的密码“对号入座”，这样就合成了各种不同性质的蛋白质。在蛋白质工厂核糖体内，RNA合成蛋白质的工作效率相当惊人，有的每分钟可以连接1500个氨基酸。

以上过程可以综合为：遗传信息由DNA流向RNA，再由RNA流向蛋白质。这一过程就是遗传学中的“中心法则”，这一法则最终阐明了DNA、RNA和蛋白质三者的关系。在遗传的“中心法则”被发现之后，科学家们又发现了一种新的情况，即在“逆转录酶”的作用下，能够发生以RNA为模板、合成DNA的逆转录现象，因此，他们认为，在蛋白质合成的过程中，DNA能决定RNA，RNA也同样可以决定DNA，再通过转运RNA翻译成蛋白质。这一发现设置了一个至今未能解开的谜团：到底是先有DNA呢，还是先有RNA？此外，科学家还发现，这种逆转录现象不只是少数病毒所特有，甚至在高级机体内也有可能存在。据此，有人断言，这种现象可能和生命的起源有些渊源。回日本东京大学育种科学研究所孵化鸡卵时，偶然发现了一只两股全有缺陷的小鸡雏，而且它的左右两爪都缺第三趾。据了解，这只小鸡雏双亲系统上从未出现过如此性状，而且又不是近亲繁殖的于代。这只缺趾鸡随后茁壮成长，孵化185无后，它便开始提前产蛋，蛋重60克。它与品种内或品种外的雄鸡交配而生的后代中，一部分不同程度地存在着缺趾现象。

自从建立了DNA的双螺旋模型之后，人们都已经知道，当细胞进行分裂时，细胞中所有的DNA都要进行复制，使每一个新细胞都能得到一套与原来细胞完全相同的DNA。在大多数情况下，DNA的复制都能以严格的方式进行着，但是，偶尔也会出现差错。举例说明，一条裂开的基因核昔酸链的碱基顺序．A－AA－A－，依据配对规律，新形成的核苷酸链应当是一T－T－T－T一的碱基顺序与之匹配，但由于某种意外，一个带C的核苷酸投错了位置，于是就形成了如下螺旋结构：．A．A．A．A．D雷ID－T－C－T－T一这个错误的螺旋就封存于新形成的细胞中，当这个细胞再次分裂时，新复制的DNA中就出现了一A－G－A－A一的碱基顺序。这就是基因突变的内在机理。

基因突变既可以给生物带来好处，也可以给它们带来坏处。如果突变给有机体带来了某种有利的因素，那么，这个变异了的个体适应环境的能力就很强，成活的可能性就比较大，而且极有可能将突变的性状遗传给后代。反之，这些个体常常会因为不适应生存环境而死亡，甚至绝种。亿万年来，无数的生物都经历了这样的风风雨雨，在物竞天择的天律下生灭繁衍，延伸着生命的漫漫长河。

在许多科学家看来，基因突变的价值远不止于解释生物世代遗传性状的改变导致生物进化过程中的自然选择，研究基因突变的诱因则对于改造生命具有现实意义。早在20世纪初，一些科学家便开始利用自然界中的各种存在因？素，比如提高温度、紫外线照射以及化学物质处理等方法进行诱导突变实验。此外，科学家还发现，生物体内有一些化学物质在某些条件下会引起生物体的自然突变，这些化学物质被称为诱变剂。1927年，美国遗传学家穆勤发现，用X射线照射果蝇精于，后代发生突变的个体数会大大增加。同年，苏联学者斯塔德列尔用X射线和Y射线照射大麦和玉米种子也得到了类似的结论。当人们掌握了人工诱发突变的方法以后，改造生命便成了一项时髦的科学活动。比如今天人们熟知的无籽西瓜就是人工诱发突变的杰出成果。因此，作这样的设想绝非是科学家的异想天开：将来如果有一天人们能像使用手枪那样地使用诱变剂，想让哪个基因发生突变，就用手枪的“子弹”射中哪个基因的“靶子”，那么人们就可以按照自己的意愿来改造某些对人类有利用价值的生命了。当然，人类是否具有这样的权利或者人类是否愿意为这种生命游戏制订规则却是另外一个问题了

　　基因猪与克隆羊

在人们完全洞悉了生命的奥秘之后，随意组装、修改生命便成了许多人做梦都想跃跃欲试的事情。当然，组装、修改生命既非“天方夜谭”，也绝非人们所想象得那样简单。在大多数情形下，谁也不愿意承担可能会带来灾难性后果的巨大风险。即便如此，类似这样的事情还是发生了。

1986年11月，一头举世无双的公猪在美国贝尔茨维尔农业实验站诞生了。这只猪大小和普通猪差不多，但却浑身长着红褐色的毛，一双向内斜视的眼睛挤在一张多皱的大脸盘上，腿脚发肿识世界的目的在于改造世界。本文丰富和发展了辩证唯物主，还患有严重的关节炎。总之，这只猪长得非常难看，活得也很痛苦。

为什么会弄成这个样子呢？原来，研究人员在这只公猪的胚胎细胞内嵌入了一头母牛的生长激素基因，指令公猪的细胞生长母牛的生长激素。估计研究人员的初衷是希望公猪生长得像牛一样硕大、健壮，但没想到事与愿违，令人沮丧：这只基因猪对于人类而言并无可圈可点的诱人价值。

这只丑陋的公猪被公布于世之后，立即引起了社会舆论的震动，大体局势是反对者占了上风。美国动物保护协会公开指责此举是对动物尊严的亵渎，实在太残忍了。他们甚至向联邦法院提出了诉讼。有些国会议员和科学家也担心，人类用这种强有力的手段，对自然界的生灵横加干涉必定会产生难以想象的严重后果。反对者普遍感到忧心忡忡的是：这一事实表明，地球上的一切生物，包括人类，都将成为基因工程的开发对象，而当基因技术无所不能、无法控制的时候，灾难便很可能应运而生……还是有许多科学家从另外一个角度展望了“基因猪”的前景，他们认为，人类完全具有控制基因技术的能力，如同原子能造福人类一样，基因工程将会为人类造福，对这一点不应有丝毫怀疑。10年之后的1996年8月，生物学界又发生了一件轰动世界的大事：在英国苏格兰首府爱丁堡市郊的卢斯林研究所，克隆羊“多莉”来到了人间。直到1997年2月27日，卢斯林研究所的科学家才突然向世界宣布，他们在世界上首先使用体细胞成功地克隆了一头绵羊。消息传出，举世哗然。有人欢呼说这是划时代的突破，也有人惊呼克隆将成为毁灭人类的武器……总之，小小的克隆羊“多莉”让1997年相对平静的世界热闹了好一阵子。当“多莉”正式开始面对世人的时候，它已经牛长了7个月。这时的“多莉”浑身洁白，K着细长弯曲的羊毛，粉扑扑的鼻子，右耳上系着一个标志与众不同身份的小红牌。7个月大的“多莉”尽管已具有成年学的模样，但仍然很顽皮，时而在圈里蹦来蹦上，时而从饲养员手中抢东西哈。也许是见f些世间的缘故，它见了陌生入一点儿也不紧张，反而歪着头，嘴巴略微张开，嘴角向上翘起呈微笑状。此时的“多莉”体重已达45公斤，但从年龄上讲它还是只小羊。为什么小小的“多莉”竟然引起这么大的轰动效应事实上，“多莉”之所以成为名羊，是因为它是一只“克隆”羊。因此，事情还得从“克隆”说起。

“克隆”在生物学并不是什么新字眼，早在1903年，这个词语就在英语词典上出现了。克隆最初是指园艺中的扦插、嫁接、压条等技术，后来则泛指一切无性繁殖技术。无性繁殖的显著特点是在生殖过程中没有精卵结合过程而由体细胞直接发育成新个体，这样的细胞发育而成的个体能够保留亲代的全部基因，所以能够长得同亲代一模一样。打个比喻，若能育出“克隆人”，那么由父亲克隆出来的肯定是个男孩，由母亲克隆出来的必定是女孩，而且谁克隆出来长得就会像谁。克隆羊就是这样，据目击者称，“多莉”长得和生育她的那只长着黑脸的母羊一模一样。和那只可怜的基因猪不同，克隆羊“多莉”的出现得到的是一片褒奖和对科学未来的殷切展望。其中内里只能解释为，克隆羊自身所具备的优点和它的不具破坏性使得人们对生物技术造福人类未来充满了信心。克隆动物最大的优点在于能把动物体全面、忠实地复制，这在育种上意义重大。无论是何种高超手段，都是为了获取具有优良性状的动物，譬如下蛋多的鸡，长肉快的猪。但这些动物在推广时都会面临一个难题：在大量繁殖时如何才能保持优良的性状？因为传统的交配有种方式经常会导致优良性状的丢失，所以若要保证性状完全不丢失，就必须采用克隆技术。据说培育出克隆羊“多莉”的卢斯林研究所曾经培养出一头乳汁中含有用以治疗人类血友病的药物原料的母羊，被一家公司以50万英镑的价格买走。若是能采用克隆技术来大批量复制这头羊的话，那么卢斯林研究所必将大发横财。实际上，克隆动物早在20世纪60年代初就实现了。1960－1962年，英国生物学家戈登用非洲蟾蜍为材料，进行了细胞中的核移植试验。他从一只非洲蟾蜍的几种体细胞中取出细胞核，用一种特殊的细针将这些细胞核送入事先用紫外线杀死了核的卵细胞中。“换核卵”与受精卵一样经过细胞分裂和胚胎发育的正常途径生成了与那只非洲蟾蜍性状极为相似的小非洲蟾蜍。那时候，就开始有人异想天开了，假如从当今世上最杰出的科学家一一一一一一如爱因斯坦、霍金一一一一一一xx体细胞中取出细胞核，将之移植到去核的卵细胞中使之生长发育，那么世界上将会有许多个伟人出现。多少年过去了，科学家没有被克隆出来，小羊“多莉”却被克隆出来了，而且引起了克隆贿赂时代从未出现过的巨大轰动一一一一知道，克隆羊的试验方法并不比克隆非洲蟾蜍高明多少。

“克隆”真正成为异常时髦的词语应该是1997年克隆羊“多莉”隆重推出之后。紧接着，各国科学家纷纷宣布自己的克隆成果，有克隆牛、克隆猪，还有克隆猴……到3月初的某一天，还传闻出现了克隆人，这个传闻报快又被否认。

这头名叫“多莉”的羊的出现单纯从克隆技术上说本来算不上什么新闻，更不值得大惊小怪，因为几十年前，科学家们就这样做了。现在看来，这头克隆羊令人啧啧称赞之处在于，它是世界上第一头使用体细胞复制出来的哺乳动物。以往的哺乳动物克隆技术只是在胚胎时期将胚胎取出，移入另外的卵子中，这样就可以产生许多孪生个体一克隆羊却不一样，只要找到羊的活细胞，就有可能复制出几头羊。不过，由于技术条件的限制，目前这种方法的成功率还很低。据说，同一批进行融合的卵子共有200多个，只有“多莉”成了幸运者。

事情发展到了这一步，有些问题就不得不考虑了。“克隆羊’猪有了，“克隆人”还会远吗？虽然从技术上来说，“克隆人”在目前还不可能出现，但是谁能保证会不会有一天在地球的一个小角落发出这样一个令人恐慌的声音：克隆人“多莉”已经诞生，世界已正式步入了克隆世纪！因为人类还没有做好心理、生理、伦理体系等各方面的充分准备，一旦“克隆人”降世，人类将会束手无策，不言而喻，世界也将会变得混乱不堪。正因如此，牛物技术也受到了立法限制。在美国，人体克隆试验已被明令禁止，日本、英国、法国等国家也纷纷出台类似规定。有的国家甚至禁止进行克隆动物的研究。当然，科学家自身也不愿被别人指责为疯子，“多莉之父”维穆特博士多次声称：“我们从来没有想过要克隆人类，‘克隆人’对于研究来说毫无意义。”……总之，费心去探讨克隆羊“多莉”出现的意义看上去并没有多少价值，因为它的出现还远未上升到里程碑的高度，对于整个21世纪的生物技术而言，这只是个小小的序幕，尽管“多莉”是那样地讨人喜欢、举世闻名。但是，一个必须看到的事实是，“多莉”使得越来越多的人真切地感受到生物工程世纪的迫近。人们都在认真地思考一个问题：等到生物技术发展到无所不能的那一天，这个世界将会变成什么样子呢？

　　生物工程大观

从1665年英国人罗伯特·胡克发现细胞到克隆羊“多莉”出世，其间经历了300多年。300多年来，世界发生了天翻地覆的变化，生物学界也不例外。随着周世纪生物科学和生物技术的崛起及迅猛发展，人类已经可以在细胞和基因的水平上干预和改造生物的遗传特性，从而依照人类的意愿，设计出新的生物基因蓝图，然后据此制造出新的生命体。要知道，在300年前，这可是一个神话，而在今天，这个美妙的神话却变成了一个富于想象力的科学用语：生物工程。

生物工程主要由5个分支组成：基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程。生物工程是本世纪70年代才发展起来的一个新领域，主要研究微生物学、生物化学加工技术结合起来应用于生物系统的生产技术，其基础为生命科学。生物技术将对未来世界经济的变革造成深远的影响。

　　基因工程一一M分子水平上对生命作人为干预

随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密被揭示一特别是当人们了解到遗传密码由信使RNA转录表达以后，生物学家不再仅仅满足于探索揭示生命的奥秘，而是群情激昂，跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生命。这是一个令人着迷的构思：假如将一种生物的DNA中的某个遗传密码片段连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织，不就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗？这种做法史无前例，很像技术科学的工程设计，即依据人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“组装”成新的基因组合，创造出新的生命体。这种完全如人类所愿、由重新组装基因到新生命产生的生物科技被称为“基因工程”。

第一个把上述大胆、神奇的设想变为现实的是美国人科恩。1973年，科恩将两种不同的基因拼接在一个质粒中，从而拉开了基因工程时代的大幕。科恩本人也以DNA重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。1973年，身为美国斯坦福大学教授的科恩，从大肠杆菌里取出了两种不同的质粒界颇有影响。，它们各自具有一个抗药的基因，分别对抗不同的药物。科恩把两种质粒上不同的抗药基因“裁剪”下来，再把这两种基因“拼接”在同一个质粒中。当这种杂合质粒进入大肠杆菌体后，这些大肠杆菌就能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具备双重抗菌性。

1974年，科恩又把具有抗青霉素基因的金黄色葡萄球菌的质粒和大肠杆菌的质粒“组装”成杂合质粒放入大肠体内。结果这种大肠杆菌也获得了对青霉素的抗药性。这表明，外来基因在大肠杆菌体内同样可以发生作用。当年，科恩又将非洲爪赠的DNA与大肠杆菌的质粒“拼接”成功，大肠杆菌体内产生了非洲爪赠的核糖体核糖核酸。科恩实验的成功向全世界宣告了一个生物工程发展的光辉前景：基因工程完全可以不受生物种类的限制而按照人类的意愿去拼接基因类社会的最高道德范畴，认为“诚者，天之道也。”《中庸》把，组装生命。此后，基因工程成为一门颇受世界各国青睐的前沿科学。在短短的几年内，世界上许多国家的上百个实验室相继开展了基因工程的研究。基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；H是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；三是把重组DNA引人某种细胞；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。

在以上4个步骤中，第一步至关重要。DNA分子很小，其直径只有五百万分之一厘米，在它们身上动手术是非常困难的，必须要有特殊的工具。这种工具就是一种被称为内切酶的“分子剪刀”。1968年果就是形成了无产阶级，资本主义生产的进步促进了无产者，科学家第～次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶。这种限制性内切酶能够在DNA上寻找特定的切点，认准后将DNA分子的双链交错地切断。自力年代以来，人们已经分离提取了400多种“分子剪刀”，许多“分子剪刀”的特定识别切点已被弄清。用“分子剪刀”把DNA的分子链切开后，还得缝接起来以完成基因的拼接。担当此任的是一种叫作“DNA连接酶”的“分子针线”。1967年，科学家们发现并提取出一种酶，这种酶可以将两个DNA阶段连接起来，修复好DNA链的断裂。要把拼接好之后的DNA分子运送到受体细胞中去必须寻找一种分子小。能自由进出的细胞，而且在装载了外来的DNA片段后仍能照样复制的运载体。科学家发现，基因比较理想的运载工具是病毒、噬菌体和质粒。有了限制性内切酶、连接酶及运载体，基因工程就可以开始了。当然，如果有一种叫作“基因枪”的工具就更加方便了。科学家发明基因枪的目的就是为了将外源基因导人受体细胞。基因枪的结构和枪相似，也是用火药来推动的一种机器装置。基因枪推动一个包着遗传物质钨粒子的塑料弹丸，枪的固定封闭式弹膛里有一特殊金属板，板上有一微孔。这样，金属板就能阻止弹丸的塑料部分进入，但带有外源基因的微粒却可以通过微孔，进入紧贴金属板的植物组织或细胞之中。基因枪最大的好处是将外源基因直接导人完整的细胞而不必除去细胞壁。

　　基因疗法

1990年美国医生将修改了基因的白血球注入一个小女孩的静脉里，首例基因疗法获得成功。那位世界上第一个接受基因疗法的小女孩的遗传基因存在缺陷，自身不能生产一种增强对疾病抵抗力的酶。自从出生以来，她几乎每天都在疾病感染中度过。为了维持生存，她只能生活在无菌的隔离帐内。美国马里兰州贝塞斯达市卫生研究所医疗中心的好心医生们挽救了她的性命，1990年9月14日，他们用滴注法将一种灰色溶液输入小女孩左臂的一条静脉血管中。这种溶液中含有这个女孩的已经过改造的白血球。输液以后，小女孩已能产生抵抗疾病的那种酶。此后，她只患过一次伤风。据医生说，还没有发现这种疗法有什么副作用。DNA鉴定——菜温斯基的衣裙DDNA鉴定技术表明，前白宫实习生莫尼卡·菜温斯基衣裙上的体液与美国总统比尔·克林顿很有关联。左图即为菜温斯基所穿的遗有体液的衣裙。菜温斯基与克林顿的风流韵事以及县为世养第一强国总统的克林顿不得不自独立检察官递交证词成为20世纪末全世民目性津津乐道的话题。克林顿也因此险些落马，所幸的居他还是保住了位子。近些日来，DNA鉴定技术已广泛用于司法办案。在美国著名的“辛普森案件”中，杀人嫌疑人厂辛普森就曾接受过DNA鉴定。这种鉴定的依据是：任问两个人的DNA都是不相同的，因此，用犯罪现场遗留血样的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，置二者是否一致，从而作出判决。

　　病毒灵丹妙药——干扰素

1957年，两位美国科学家在研究病毒干扰现象时发现了一种抗病毒的特效药——干扰素。它是少数几种能抵御病毒的天然防御物质之一。干扰素的价格十分昂贵，l于克纳干扰素的价值可达440亿美元。传统生产干扰素的方法是由芬兰人卡里·坎特尔发明的，他从血液中提取白细胞，然后用病毒去感染它，这时的白细胞就会产生干扰素，提纯以后，便可供使用。1980年，美国两位生物学家创建了一个遗传技术公司，通过各种不同的基因配合，得到了几种生产干扰素的细菌。基因技术介入干扰素生产领域大大地提高了干扰素的生产量。过去用白细胞生产干扰素，每个细胞最多产生100－1000个干扰素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产，l－2天内便可产生20万个干扰素分子。现在，美国已经采用基因工程，大规模工业化生产干扰素。中国在用基因技术生产干扰素方面也不甘落后，1982年，中国科学家就开始用基因工程的方法组建了生产干扰素的大肠杆菌的新菌种，用这种菌种产生的干扰素具有很强的抗病毒活性。基因移植人们在长期的研究、实践中发现，自然界中有些细菌具有耐高温、耐盐碱、耐干旱等优良性能，而这些性能恰恰是许多农作物所缺乏的。如果把细菌的这些性能通过基因移植技术移植到农作物身上，将从根本上提高农作物抵抗病虫害的能力。这种美好的愿望最终在1986年得到了实现。当年，比利时的一个遗传科学家小组把苏云金杆菌的基因成功地移植到烟草细胞中，这种杆菌产生的毒素能杀死昆虫的幼虫。没过多久，贵迹发生了，当这些带有苏云金杆菌基因的烟草成长植株以后，对害虫的幼虫就有了很强的杀伤力，幼虫吃了这些烟草几天后便一命呜呼。科学家还发现，这种烟草还能把这种抵抗力代代遗传下去。基因动物——牛那样大的猪和恐龙那样大的鸡。信不信由你，只要下功夫在基因上做手术，就有可能制造出牛那样大的猪和恐龙那样大的鸡——当然，这也许是多少年以后的事情了。现在科学家已经能够制造出超级小白鼠。