manbet手机版1993年10月13日

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manbet手机版教授manbet手机版迈克尔•史密斯manbet手机版加拿大温哥华英属哥伦比亚大学manbet手机版因其对建立基于寡核苷酸的定点突变及其在蛋白质研究中的发展做出了基础性贡献。

manbet手机版基因技术的决定性进展通过两种新方法:聚合酶链式反应(PCR)方法和定点突变

manbet手机版化学方法manbet手机版吴雨霏b温床manbet手机版而且manbet手机版迈克尔•史密斯manbet手机版对遗传物质DNA分子的研究都进一步加速了基因工程的快速发展。manbet手机版这两种方法极大地促进了基础生化研究，并为医学和生物技术的新应用开辟了道路。

manbet手机版的应用manbet手机版他的manbet手机版PCR方法已经很多了。manbet手机版例如，使用简单的设备可以在几小时内将一个复杂的遗传物质复制数百万次给定的DNA片段，这对生物化学和遗传学研究具有非常重要的意义。manbet手机版这种方法提供了新的可能性，特别是在医学诊断方面，并被用于发现艾滋病毒或遗传性疾病中的缺陷基因。manbet手机版研究人员还可以在化石材料上使用PCR方法，从数百万年前灭绝的动物身上提取DNA。

manbet手机版编码到DNA分子中的遗传密码决定了蛋白质中氨基酸的数量和序列，因此也决定了蛋白质的功能特性。manbet手机版与manbet手机版史密斯的manbet手机版方法有可能对遗传密码进行重新编程，用这种方法替换蛋白质中的特定氨基酸。manbet手机版这被称为位点定向突变。manbet手机版研究蛋白质分子的结构和功能的可能性已经发生了根本性的变化，因此也有可能构建具有新特性的蛋白质。manbet手机版例如，人们正在尝试提高蛋白质的稳定性，使蛋白质能够管理技术过程;调整抗体，使它们能够攻击癌细胞;改变蛋白质，以创造生长更快的作物品系。manbet手机版蛋白质设计这个术语已经成为一个概念。

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manbet手机版化学上，生物的遗传物质由DNA(脱氧核糖核酸)组成。manbet手机版DNA分子由两条非常长的链相互缠绕形成双螺旋。manbet手机版每条链都是由核苷酸构成的，核苷酸代表遗传物质的字母。manbet手机版只有四个不同的字母，分别是A、T、C和G。两条DNA链是互补的，由A - T和G - C键连接在一起。manbet手机版只有当基因密码被读取时，这两条链才会被分离，例如在细胞中构建蛋白质。manbet手机版DNA中的遗传信息是一个长句的码字，每个码字由3个字母组成，可以以多种不同的方式组合(如CAG, ACT, GCC)。manbet手机版每个三个字母的码字可以被细胞内的特殊成分翻译成构成蛋白质的20种氨基酸中的一种。manbet手机版正是蛋白质负责活细胞的功能，包括它们的功能能力，以及其他功能，如酶，维持维持生命所需的所有化学反应。manbet手机版蛋白质的三维结构，因此它们的功能是由蛋白质合成过程中各种氨基酸连接在一起的顺序决定的。

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manbet手机版遗传信息的流动从DNA通过翻译分子RNA到蛋白质。manbet手机版通过重新编程DNA分子的密码，例如将CAC改为GAC，就有可能得到一种氨基酸组氨酸被氨基酸天冬氨酸取代的蛋白质。manbet手机版在自然界中，这种遗传物质的混合编程(突变)是随机发生的，对生物体几乎总是致命的。manbet手机版然而，生物化学研究人员的一个梦想是改变DNA分子中的一个给定码字，从而能够研究突变蛋白质的性质与天然蛋白质的区别。manbet手机版正是通过史密斯的基于寡核苷酸的位点定向突变，这个梦想变成了现实。manbet手机版早在20世纪70年代，史密斯就学会了用化学方法合成寡核苷酸，即短的单链DNA片段。manbet手机版他还研究了这些合成碎片如何将病毒与DNA结合。manbet手机版史密斯随后发现，即使合成DNA片段的一个字母不正确，它仍然可以结合在病毒DNA的正确位置，并在合成新DNA时被使用。manbet手机版20世纪70年代初，史密斯是剑桥大学的一名访问研究员，据说是在一次喝咖啡休息的时候，他产生了一个想法:用重新编程的合成寡核苷酸与DNA分子结合，然后在合适的宿主生物中复制。manbet手机版这将产生一个突变，进而能够产生一种经过修饰的蛋白质。 In 1978 Smith and his co-workers made this idea work in practice. They succeeded both in inducing a mutation in a bacteriophagic virus and “curing” a natural mutant of this virus so that it regained its natural properties. Four years later Smith and his colleagues were able for the first time to produce and isolate large quantities of a mutated enzyme in which a pre-determined amino acid had been exchanged for another one.

manbet手机版史密斯的方法创造了一种全新的方法来详细研究蛋白质的功能，是什么决定了它们的三维结构，以及它们如何与细胞内的其他分子相互作用。manbet手机版定点突变无疑彻底改变了基础研究，也完全改变了研究人员进行实验的方式。manbet手机版这种方法在生物技术中也很重要，在生物技术中引入了蛋白质设计的概念，这意味着构建具有理想特性的蛋白质。manbet手机版例如，我们已经可以提高一种酶的稳定性，这种酶是清洁剂中的活性成分，这样它就可以更好地抵抗化学物质和洗涤水的高温。manbet手机版人们正在尝试从生物技术上制造一种突变的血红蛋白，它可能给我们提供一种替代血液的新方法。manbet手机版通过突变免疫系统中的蛋白质，研究人员在构建能够中和癌细胞的抗体方面取得了长足的进展。manbet手机版未来也有可能出现基因疗法，通过专门纠正遗传物质中突变的编码来治疗遗传疾病。manbet手机版植物蛋白定点突变为生产能在光合作用过程中更有效利用大气二氧化碳的作物提供了可能。

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manbet手机版PCR技术最早出现在1985年，但它已经是最广泛应用的DNA分析方法之一。manbet手机版有了聚合酶链反应，就有可能在试管中复制一个复杂遗传物质的单个DNA片段数百万次。manbet手机版穆里斯描述了他是如何在加州山区的一次夜间驾车旅行中产生PCR的想法的。manbet手机版合成了两个短寡核苷酸，使它们正确地结合到希望复制的DNA片段的相反链上。manbet手机版在接触点，一种添加的酶(DNA聚合酶)可以开始读取遗传密码并连接密码词，通过这些密码词，两条新的双链DNA就形成了。manbet手机版然后加热样本，使链分离，以便再次读取。manbet手机版然后，这个过程一次又一次地重复，每一步所需DNA片段的拷贝数量都翻倍。manbet手机版通过这样的重复循环，可以在几小时内获得数百万份所需DNA片段的拷贝。manbet手机版这个过程非常简单，理论上只需要一个试管和一些热源，尽管现在有一些商业化的PCR设备可以自动管理整个过程并具有很高的精确度。

manbet手机版PCR方法可用于复制DNA分子的一个片段，例如从血液样本中。manbet手机版这个过程重复20-60次，可以在几小时内生成数百万份DNA拷贝。

manbet手机版和位点定向突变一样，PCR方法决定性地改善了基础研究的前景。manbet手机版基因的测序和克隆已经大大简化。manbet手机版聚合酶链反应也使史密斯的定点诱变方法更加有效。manbet手机版由于PCR可以对极少量的物质进行分析，因此很容易确定不同物种之间的遗传和进化联系。manbet手机版PCR技术与DNA测序技术相结合，很有可能成为研究动植物物种分类学的一种革命性的新手段。

manbet手机版PCR方法在生物医学上的应用已经非常广泛。manbet手机版既然在生物体中发现非常少量的外来DNA是可能的，病毒和细菌感染就可以诊断，而无需从患者样本中培养微生物。manbet手机版例如，聚合酶链反应现在被用于发现艾滋病毒感染。manbet手机版该方法也可用于定位遗传疾病的遗传改变。manbet手机版因此，PCR和位点定向突变一样，在基因治疗中具有巨大的潜力。manbet手机版如果没有聚合酶链反应的方法，HUGO项目的目标是确定人类遗传物质中的每一个DNA编码，这几乎是不现实的。manbet手机版在警方的调查中，聚合酶链反应可以提供决定性的信息，因为现在可以分析在犯罪现场发现的一滴血或一根头发中的DNA。

manbet手机版另一个奇妙的应用是可以从化石残骸中大量生产DNA。manbet手机版例如，研究人员利用从琥珀中提取的DNA的聚合酶链反应(PCR)方法，成功地从已经灭绝了2000多万年的昆虫身上提取出了遗传物质。manbet手机版这种可能性已经启发了科幻小说的作者。manbet手机版非常受欢迎的电影《侏罗纪公园》讲述的是研究人员用PCR重现灭绝的巨型爬行动物时产生的恐惧。