DNA探索生命的螺旋解读生命的螺旋

 解读生命的“天书”(二)

英国著名化学家桑格(1918-)。他因测定出胰岛素的氨基酸排列顺序获1958年诺贝尔化学奖,又因发明测定DNA序列的方法(即桑格法)获1980年诺贝尔化学奖。美国分子生物学家W·吉尔伯特(1932-)因发明出另一种测定DNA序列的方法,与桑格分享1980年诺贝尔化学奖。美国生物化学家、1993年诺贝尔化学奖得主穆利斯
根据桑格法开发的DNA自动定序机使一周(24小时运转)解读100万甚至几百万个碱基成为可能。它为“人类基因组计划”立下了汗马功劳根据桑格法开发的DNA自动定序机

中华龙鸟化石“他是个很活跃的孩子,常把各种东西混到一起。3岁那年,他把鸡蛋打碎搅成油漆,然后将房子刷成了黄色。我经常发现他几瓶子几瓶子地收集昆虫和蛆。我想他简直疯了。他对一切都入迷。今天我才知道这是因为他的思维太活跃了。”这是PCR的发明者、美国生物化学家K·穆利斯(1944-)的母亲在得知儿子获诺贝尔奖之后说的话。正如他母亲所说的,穆利斯是一个从小就拥有异常活跃的思维、独立不羁的个性和离经叛道精神的人。

有人设想应用PCR法,可以将化石和琥珀中的残留的古代生物的微量DNA进行扩增,从而复制出古代生物 美国科幻电影《侏罗纪公园》就描绘了这样一种可能性  PCR是聚合酶链反应(polymerase chain reaction)的简称,是一种在短时间内使DNA大量扩增的技术,它源于穆利斯1983年回乡下度假途中的一个突发奇想:如果找到一种办法操纵分子复制技术这个环节的话,那么目标DNA不就可以以指数形式扩增了吗?


PCR的原理:用高温(约94OC)处理拟扩增的目标DNA使其解链;在已分开的两股链间插入核苷酸引物分子;将温度降低到37OC并保持1分钟左右,这时一部分引物分子就会按事先设计的原理和目标DNA的每条链通过氢键作用配对定位。再将温度升高到72OC,在高温DNA聚合酶的催化作用下,以目标DNA为模板,进行DNA链的延伸反应。完成一次PCR循环只需3分钟左右,但可使目标DNA分子扩增1倍,形成两个新的目标DNA。使用一台PCR仪可以在几个小时内就完成多轮复制,生成几十亿个DNA片段。

穆利斯的这一突发奇想对于分子生物学家们来说不啻一个福音,使他们的实验操作程序大为简化,将大量的人力、精力和时间从繁琐的重复性劳动中解放了出来,大大方便了他们对生命的研究。PCR法被称为是“DNA分子的拷贝机”。

如今,PCR技术应用的广泛性有如其本身的原理一般呈指数级增长,早已不再局限于分子生物学领域,它对基础医学、临床医学、人类基因组测序及法医学等领域的贡献都是极其巨大的。

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