登陆注册
7523300000053

第53章 成功合成核糖核酸

从50年代开始,我国生命科学工作者在探索生命奥秘的过程中取得了一定的成就。

在胚胎学方面,童第周教授等人分析了我国特产脊索动物文昌鱼卵的发育机制,证明了这种卵的调整能力是在器官形成物质的基础上进行的。同时,他还用化学、组织化学和物理方法研究了果蝇、蛙类、小白鼠和鸡等的胚胎发育机制,分析了脱氧核糖核酸对发育的影响,以及核酸、糖元、磷酸酶、氨基转换酶等在生命发育过程中的分布和变化。

50年代,生物化学在蛋白质、酶、代谢、微生物,尤其是在蛋白质和酶的研究中取得了较大成绩。在酶的研究方面,通过对细胞色素及其有关酶系统的研究,提出了一个利用两个酶系统竞争一个共同联系因素的方法。根据酶的研究成果,我国60年代初建立了第一个酶制剂工厂,到80年代共有40多个生产厂,生产有70多种酶制剂,生产的酶品种有χ—淀粉酶、糖化酶、葡萄糖异构酶、蛋白酶和脂肪酶等。

我国生命科学工作者取得的最突出的成就是完成了核糖核酸的人工合成。

由于对核酸、蛋白质等生物大分子的研究,涉及到生命现象最本质的内容,从而成为各国生物学家所关注的焦点。通俗地讲,由于核酸是生物体内最重要的基础物质,它决定着生物遗传、指导和参与生物体内蛋白质合成的重要功能。但由于核酸的分子很大,结构也非常复杂,要人工合成它十分困难。因此,1981年我国完成的酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成,标志着中国在核酸合成研究方面已进入世界先进行列。

酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成的成功,对于揭示核酸在生物体内的作用,进一步了解遗传及其他生命现象,探索生命的奥秘,具有划时代的意义。同时,这项研究工作还带动了核酸类试剂和酶的研究,也使多种酸类药物的研制和应用得到进一步发展。

我国生物学家把很大精力用在这项研究中,并于1979年人工合成了由41个核苷酸组成的核糖核酸半分子。1981年,又完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成,实现了人类在探索生命构成方面的重大突破。

在进行人工合成核糖核酸之前,1965年9月17日,中科院上海生化研究所、上海有机化学研究所以及北京大学等单位的生物学家经过7年的努力,完成了结晶牛胰岛素的人工合成。合成后的结晶牛胰岛素其结构、生物活力、理化性质、结晶形状等都和天然的牛胰岛素完全一样,成为世界上第一个人工合成的蛋白质。

1981年11月20日,中科院上海生化研究所、上海细胞生物学研究所、上海有机化学研究所,以及中科院生物物理研究所、北京大学等单位的王德宝、汪猷、汪恩壁、陈慎、胡美浩等生物学家在进行了13年的系统研究之后,终于完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成。这是世界上第一次用人工方法合成的具有生物功能的核糖核酸,是生命科学界的一项重大成就。

在进行酵母丙氨酸转移核糖核酸的研究中,研究人员第一步是把天然的核糖核酸分成两个部分:5′一半分子(1—35号核苷酸)和3′一半分子(36—76号核苷酸),并使5′一半分子的5′一末端磷酸化;第二步是用有机合成和酶促合成相结合法先合成若干大片段,然后用片段连接法把这些人工合成的大片段逐个连接成5′一半分子和3′一半分子;第三步,将这两个人工合成的半分子进行人工半合成研究,即,使人工合成的5′一半分子与天然的3′一半分子连接,使天然的5′一半分子与人工合成的3′一半分子连接,然后分别测定这两个人工半合成的核糖核酸分子是否具有生物活力。经验证,这两个人工半合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸分子在大鼠肝氨酰基tRNA合成酶存在的情况下,能接受丙氨酸,并能将所携带的丙氨酸在兔网织红细胞裂解液体系中参入到蛋白质中去,具有生物活力。同时也证明,其间人工合成的那两个半分子的结构是正确的;第四步,将人工合成的5′一半分子和3′一半分子以某种方式进行配对连接,最后合成整个酵母丙氨酸转移核糖核酸分子(76对核苷酸)。经用我国自己研制的高灵敏度测活法测定:合成的核糖核酸分子与天然的核糖核酸分子具有相同的化学组成和结构,并有完整的生物活力。这种分四步进行人工合成生物大分子的研究方法的确是一大创造。

另外,生物化学工作者在研究成果的活力测定上实现了突破性进展。我国生物学家在合成核糖核酸的过程中认识到,生物活力的测定应包括接受活力和参入活力的测定等两个方面。仅有接受活力,没有参入活力,是不能证明一个完整的tRNA分子已经合成。本着这一原则,我国生物学家所合成的核糖核酸既具有接受活力,又有较强的参入活力。从而突破了世界上关于这方面研究的已有记录,创造了人类第一次用人工方法合成具有与天然生物相同功能的核糖核酸的最新水平。

与此同时,我国生物学家邹承鲁在蛋白质功能基因的修饰与其生物活力之间定量关系方面的研究也取得了处于国际领先水平的研究成果。

中国科学院化学所的研究员白春礼1990年通过将一种脱氧核糖核酸首先加热等办法,首次观察到脱氧核糖核酸的三瓣链状新结构,使得人们对生物储藏、复制和传递遗传信息的这一主要物质基础有了更科学的认识手段,一时间成为国内外专家关注的焦点和人们深化生物学研究的一个重要契机。

以上成绩的取得,说明我国在研究生物信息、生命起源、探索生命奥秘的道路上处于世界领先的地位。

同类推荐
  • 精彩绚丽的宇宙时空

    精彩绚丽的宇宙时空

    现代社会的飞速发展很大程度上得益于科技的进步,“科技是第一生产力”已日益成为人们的共识。但是,由于现代科学的分工越来越细,众多的学科令人目不暇接。对于处于学习阶段的广大青少年而言,难免有“乱花渐欲迷人眼”的困扰。有鉴于此,我们组织了数十名在高等院校、教育科研机构的工作、有着丰富的青少年教育的专家学者,编选了这套《新编科技大博览》。
  • 地理概况(上)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    地理概况(上)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    小学生们可以跟随本书巡游世界地理,踏遍大洲,游遍大洋,饱览全球的壮丽风景,了解地质环境的变迁,感受大自然的鬼斧神工,让小读者们足不出户,将天下风貌一览无遗。浩淼的宇宙,蔚蓝的星球,风雨云电的洗礼,沧海桑田的变迁,神秘的自然地理待我们探索;杏花春雨江南,骏马秋风塞北,960万平方公里江山如画,中国的每一寸土地待我们了解;更有五大洲风情、黄白黑皮肤的民族创造的精彩纷呈的地区文化待我们追寻。
  • 野马:重返卡拉麦里(戈壁女孩手记)

    野马:重返卡拉麦里(戈壁女孩手记)

    这是作者十余年来在新疆野马繁殖中心亲历的养马故事,这是作者30多万字日记及观察记录整理而成的曲折心路和野马家族的悲欢离合,书中写的都是关于野马非常动人的故事,笔触细腻,在书中,几乎每一匹野马都有名字:“秀秀”、“黑豹”、“小浪荡”……这个家族有悲欢离合,也有生死之恋,其中有不少片断是对野马感情纠葛的人性化的呈现。让我们一同来倾听这荒原野马的动人故事,体味戈壁女孩的内心情感,阅读这潜心原创的生态文学!
  • 科学新视野

    科学新视野

    《科学新视野:世界前沿科技》有着全新的视角,详细讲述地质、航天、环保、考古、能源与材料、社会、生物技术、天文、智能等方面的最新科学发现,并配有大量精美图片,带领读者进入一个神奇而有趣的科技大世界。人类社会的发展史实际上就是一部科技发展史。有人曾经这样贴切地形容过科学:“从茹毛饮血的洪荒时代进入到高速发展的信息数字时代,科技充分显示了它强大无比的穿透力和覆盖面。科技的力量不可否认。它像一把奇异的剑,化腐朽为神奇,极大地促进了生产力的发展,对人类社会的发展直到了有利的助推作用。它加速了社会的演化,并影响到人类生产生活的各个方面。可以说,高科技极大地改变了人类社会的面貌,加快了人类文明发展的进程。
  • 了解环境:环境现状介绍

    了解环境:环境现状介绍

    保护和改善生产环境与生态环境、防治污染和其他公害,是我国的一项基本国策。经过长期努力,我国的环境保护工作取得了举世瞩目的成就。当人类社会跨入二十一世纪的时候,我国进入全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。党的十六大提出,要大力实施可持续发展战略,实现经济发展和人口、资源、环境相协调。中国是一个人多、地少、水缺的发展中国家,以占世界7%的耕地和8%的淡水资源养育了占世界22%的人口,为世界文明和人类进步作出了巨大贡献。中央高度重视环境保护工作,走可持续发展的道路。各级党委、人大和政府都认识到环境保护工作的极端重要性,自觉地把环境保护工作摆上了重要议事日程,不断加大环境治理力度。
热门推荐
  • 在十三个月的国度里:一个援外医疗队员在埃塞俄比亚

    在十三个月的国度里:一个援外医疗队员在埃塞俄比亚

    这本书显示了仵老师深厚的文学功底。他的散文,读起来轻松流畅,娓娓动人;他的诗词虽不很规整,但真情感人。他还尝试不同的文体,如文言游记《游阿尔巴门奇国家公园》、赋体散文《乐以忘苦,图卢布卢》。他还翻译了一些文章,如《提露内丝·迪巴巴前传》《咖啡的故事》,反映了他的英文水平。虽然本书中有些文章还不十分完美,但作为一名医生,文字功力和英语水平能达到这种程度是难能可贵的。
  • 我欲登仙

    我欲登仙

    我欲登仙,快乐齐天。平凡小子萧晨进入宗门后发现,原来仙和他想象中的一点也不一样。
  • 绝世神器现世

    绝世神器现世

    在零力大陆,有四国。东国皇帝好战,西国女尊男卑,西国有雪山冰莲,而南国有神秘灵脉。而故事就发生在东国与南国之间。
  • 强者的法则

    强者的法则

    当你失去记忆,从头来过的时候,你会发现,什么才是真正的强者(前两章因为失忆用的第一人称,之后开始会是第三人称)
  • 大凶传

    大凶传

    仙祖鸿钧谋算万古,战神盘古逆死返生,大凶鲲鹏遮仙斩道,佛主菩提一念永恒,混沌七子,鸿蒙百尊,不死魂一,荒古女帝……绝世凶人横行,绝代霸主争锋。叶朗天煞孤星,身怀神秘符文,推演天地万法,只为逆天改命。
  • 种出无限世界

    种出无限世界

    一个猥琐宅男,忽然脑中忽然多出一块地来。据说种一些奇花异果,就能生长出一个世界来。看我种种种,我要学内功;看我种种种,我要学隐身(嘿嘿嘿);看我种种种,我要种出所有的一切。
  • 末世重生之英雄悲歌

    末世重生之英雄悲歌

    一串神秘的项链,一个孤独的卡牌大师!重生三年前,这一世,由我来carry!(ps:这里有未来守护者的电能震荡,这里有剑圣的阿尔法突袭,这里还有阿狸的妖娆,女警的性感,妖姬的sm……)
  • 英雄联盟之当代为王

    英雄联盟之当代为王

    梦境,是一个比较有意思的东西。古人云:日有所思夜有所梦,这些老祖宗流传下来的话,并不是没有道理的。在一次偶然的机会下,主角赵奢变成了一位特定的“梦境者”,与以往的梦境不同的是,这种梦境接近于现实。例如视觉、味觉、听觉,在梦境中,主角又如何成为一名所谓的强者的呢?而英雄联盟里面的人物又是如何穿插的呢?此书便讲述的就是一位“梦境者”的传奇一生……2015年全新梦境流小说,与您共分享!
  • 逸少专情:惊!穿越相爱!

    逸少专情:惊!穿越相爱!

    (咳咳咳,我说了,这本小说不是古代言情!!!这只是其中一部分涉及到古代。但我写现代是占百分之八十!!!至于详细情况请看章节,求收藏~)惊!她穿越到了古代!到底发生了什么事?怎么又遇到了他!更惊奇的是,在古代,他们居然相爱了!怎么会这样?!回到现代,他们居然又在一起了!但却因为种种原因,他们若即若离,这是上天开的玩笑么?!(咳咳,妤宝想说,进来这就收藏好伐?不要因为古代这字就走了好么?)
  • 举手之劳的环保小事

    举手之劳的环保小事

    《举手之劳的环保小事》主要收录了不吸烟或少吸烟、少吃口香糖、计算机缓更新、集约使用物品、不乱燃放烟花爆竹、不乱扔烟头、不乱焚烧秸秆、不在野外烧荒、燃烧物品要慎重、不随地取土、拒绝使用一次性用品等内容。