科學(xué)家訪談　探索生物大分子的奧秘 (6)

1、探索生物大分子的奧秘制作者：徐建賓 細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)電子顯微鏡光學(xué)顯微鏡細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)一、細(xì)胞里的生物大分子生物大分子是構(gòu)成生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、核酸、碳?xì)浠衔锏取Ｃ總€生物大分子內(nèi)有幾千到幾十萬個原子，分子量從幾萬到幾百萬以上。生物大分子的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,但其基本的結(jié)構(gòu)單元并不復(fù)雜。蛋白質(zhì)分子是由氨基酸分子以一定的順序排列成的長鏈。氨基酸分子是大部分生命物質(zhì)的組成材料,不同的氨基酸分子有好幾十種。生物體內(nèi)的絕大多數(shù)酶就屬于蛋白質(zhì)，是生物體維持正常代謝功能所不可缺少的。分子生物學(xué)的發(fā)展簡史 ：結(jié)構(gòu)分析和遺傳物質(zhì)的研究在分子生物學(xué)的發(fā)展中作出了重要的貢獻(xiàn)。結(jié)構(gòu)分析的中心內(nèi)容是

2、通過闡明生物分子的三維結(jié)構(gòu)來解釋細(xì)胞的生理功能。 1912年英國布喇格父子建立了 X射線晶體學(xué)，成功地測定了一些相當(dāng)復(fù)雜的分子以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。以后布喇格的學(xué)生阿斯特伯里和貝爾納又分別對毛發(fā)、肌肉等纖維蛋白以及胃蛋白酶、煙草花葉病毒等進(jìn)行了初步的結(jié)構(gòu)分析。他們的工作為后來生物大分子結(jié)晶學(xué)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1965年中國科學(xué)家合成了有生物活性的胰島素，首先實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的人工合成。 另一方面，德爾布呂克小組從1936年起選擇噬菌體為對象開始探索基因之謎。噬菌體感染寄主后半小時內(nèi)就復(fù)制出幾百個同樣的子代噬菌體顆粒，因此是研究生物體自我復(fù)制的理想材料。1940年比德爾和塔特姆提出了“一個基因，一

3、個酶”的假設(shè)，即基因的功能在于決定酶的結(jié)構(gòu)，且一個基因僅決定一個酶的結(jié)構(gòu)。但在當(dāng)時基因的本質(zhì)并不清楚。4、1944年埃弗里等研究細(xì)菌中的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。5、 1953年沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了分子生物學(xué)的新紀(jì)元。并在此基礎(chǔ)上提出的中心法則，描述了遺傳信息從基因到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的流動。遺傳密碼的闡明則揭示了生物體內(nèi)遺傳信息的貯存方式。1961年雅各布和莫諾提出了操縱子的概念，解釋了原核基因表達(dá)的調(diào)控。到20世紀(jì)60年代中期，關(guān)于DNA自我復(fù)制和轉(zhuǎn)錄生成RNA的一般性質(zhì)已基本清楚，基因的奧秘也隨之開始解開了。 生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器核糖體進(jìn)入70年代，由于重組DNA研究的突破，基因工程已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中開花結(jié)果，根據(jù)人的意愿改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)工程也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。蛋白質(zhì)的特殊性質(zhì)和生理功能與其分子的特定結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，這是形形色色的蛋白質(zhì)