manbet手机版NobelfÖrsamlingen卡罗林斯卡学院
manbet手机版在卡罗林斯卡学院举行的诺贝尔奖大会

manbet手机版一九九三年十月十一日

manbet手机版在卡罗林斯卡学院举行的诺贝尔大会manbet手机版今天决定将1993年诺贝尔生理学或医学奖共同授予

manbet手机版理查德J.罗伯茨和菲利普A.夏普

manbet手机版他们发现了“分裂基因”。

manbet手机版总结

manbet手机版由于分子生物学领域的成就，我们关于遗传物质，即基因的知识在过去四十年中有了显著的增长。manbet手机版在最初的几十年里，对简单生物，特别是细菌和细菌病毒的研究占主导地位。manbet手机版基因被认为是很长的双链DNA分子(遗传的化学物质)中的一个连续片段。manbet手机版这幅简单的基因结构图完全改变了manbet手机版理查德·j·罗伯茨manbet手机版而且manbet手机版菲利普·a·夏普manbet手机版他们在1977年独立地发现了基因可以是不连续的，也就是说，一个给定的基因可以在遗传物质(DNA)中作为几个分离良好的片段存在。manbet手机版作为他们的实验模型系统，罗伯茨和夏普都使用了一种常见的引起感冒的病毒，称为腺病毒，其基因与高等生物的基因显示出重要的相似性。manbet手机版此后不久，几位研究人员发现，在包括人类在内的高等生物中，基因分裂是经常发生的。

manbet手机版罗伯茨和夏普的发现改变了我们对高等生物基因在进化过程中如何发展的看法。manbet手机版这一发现还预测了一种新的遗传过程，即剪接，这对表达遗传信息至关重要。manbet手机版分裂基因的发现对当今生物学的基础研究，以及对癌症和其他疾病发展的医学导向研究具有根本的重要性。

manbet手机版遗传物质

manbet手机版在过去的四十年中，我们对遗传物质，即基因，如何支配生命的基本活动的知识有了显著的增长。manbet手机版这是由于分子生物学所取得的进步，分子生物学是在分子水平上探索生物现象和结构的科学领域。manbet手机版这一领域的许多最重要的发现都获得了诺贝尔奖。manbet手机版例如，发现遗传的化学物质——核酸DNA是如何形成的(manbet手机版1962manbet手机版)、核酸的合成过程(manbet手机版1959manbet手机版)、基因的活性是如何被调节的(manbet手机版1965manbet手机版)和遗传密码的样子(manbet手机版1968manbet手机版)．manbet手机版这些知识主要是通过对细菌和病毒感染细菌等简单生物体的研究发展而来的。

manbet手机版20世纪70年代中期流行的关于遗传物质及其功能的一般概念可以总结如下。manbet手机版一个基因存在于一个长而双链的DNA分子中。manbet手机版当基因被激活时，它的信息被复制到一个称为信使RNA的单链RNA分子中，信使RNA将信息翻译成蛋白质(图1A)。

manbet手机版这幅简单的事件序列图在1977年的发现中彻底改变了manbet手机版理查德·j·罗伯茨manbet手机版他在纽约长岛的冷泉港实验室工作manbet手机版菲利普·a·夏普manbet手机版，在美国剑桥市麻省理工学院工作。manbet手机版他们发现，单个基因不仅可以由一个DNA片段组成，还可以由几个不相关的DNA片段组成(图1B)。manbet手机版这种不连续的基因存在于比先前研究过的更复杂的生物体中。

manbet手机版图1manbet手机版:细菌(A)和高等生物(B)中的基因结构和遗传信息的流动。在细菌中，遗传信息被存储为连续的DNA片段，信使RNA可以立即指导相应蛋白质的合成。manbet手机版在高等生物中，基因通常是分裂的，信使RNA在翻译成蛋白质之前必须经过剪接处理。

manbet手机版这一发现是如何发现的

manbet手机版罗伯茨和夏普当时正在研究腺病毒的遗传物质，腺病毒是一种引起普通感冒的病毒。manbet手机版这种病毒感染高等生物的细胞，它的基因组有许多类似宿主细胞的特性。manbet手机版同时，腺病毒结构简单，是研究高等生物基因及其功能的一种非常有价值的实验模型。manbet手机版腺病毒的基因组由一个单一的长DNA分子组成。manbet手机版罗伯茨和夏普的目标是确定不同基因在基因组中的位置。

manbet手机版在生化实验中，腺病毒信使RNA的一端没有表现出预期的行为。manbet手机版一种可能的解释是，与这一端对应的DNA片段并不位于基因其余部分的直接附近。manbet手机版为了确定这个片段在长DNA分子上的位置，他们使用了电子显微镜。manbet手机版他们惊奇地发现，单个RNA分子对应着DNA分子中不少于4个分离良好的片段(图2)。Roberts和Sharp得出的结论是，基因中的遗传信息在基因组中是不连续组织的，这一结论与普遍持有的关于基因结构的观点相矛盾。manbet手机版这一发现立即引发了密集的研究，以确定这种基因结构是否也存在于其他病毒和普通细胞中。manbet手机版在最初的发现后不久，几位研究人员就证明了不连续(或分裂)的基因结构是常见的——实际上是高等生物中最常见的基因结构。

manbet手机版图2manbet手机版:演示腺病毒DNA包含分裂基因的实验示意图。manbet手机版信使RNA中的遗传信息存在于DNA中，分为四个片段，由三个中间区域(a、b和c)分开。在实验中产生的一条DNA链和RNA之间的杂交中，DNA链中的中间序列呈环状，即相应的片段在RNA中缺乏对应的片段。manbet手机版该杂交体在电子显微镜下可以直接观察到。

manbet手机版这个发现的重要性

manbet手机版因此，一个基因可以由几个片段组成，通常称为manbet手机版外显子manbet手机版由介入的DNA分离，称为manbet手机版内含子manbet手机版．manbet手机版这一知识从根本上改变了我们对遗传物质在进化过程中如何发展的看法。manbet手机版长期以来，人们一直认为进化可能是遗传物质中微小变化(突变)积累的结果，从而导致一个渐进的变化。

manbet手机版由于发现基因经常分裂，高等生物除了经历突变之外，似乎还可能利用另一种机制来加速进化:基因片段的重排(或改组)到新的功能单位。manbet手机版这可以通过染色体配对期间的交叉在生殖细胞中发生。manbet手机版在发现个别外显子在某些情况下对应于蛋白质中的构建模块，即所谓的结构域之后，这一假设似乎更有吸引力，而这些结构域可以被归因于特定的功能。manbet手机版因此，基因组中的一个外显子将对应于蛋白质中的一个特定的子功能，而外显子的重排可能导致蛋白质中子功能的新组合。manbet手机版这种过程可以通过重新安排具有特定功能的模块来大大推动进化。

manbet手机版基因可以由两个或多个片段组成的这一发现立即导致了一个具有令人惊讶和重要后果的预测。manbet手机版首先合成的含有外显子和内含子的RNA产物必须经过“编辑”，这样内含子就会被切除，剩下的外显子就会连接在一起，形成一个缩短的RNA分子。manbet手机版现在已经确定，这一过程确实在发生，我们已经积累了关于其性质的详细资料。manbet手机版这个过程被称为manbet手机版拼接manbet手机版在高等生物中，与低级生物中通常发生的情况相比，它代表了信息传递中的一个额外步骤(图1B)。manbet手机版剪接的重要性变得特别明显，当人们发现剪接并不总是相同的片段被识别为外显子并包含在最终的RNA分子中。manbet手机版在不同的组织或发育阶段，由于使用替代外显子组合，最终的RNA分子可能不同。manbet手机版因此，在许多情况下，相同的DNA区域可以决定许多不同蛋白质的结构。manbet手机版这个过程被称为选择性剪接，它代表了一个全新的原理:产生特定产物的遗传信息在RNA第一次合成时并不确定。manbet手机版相反，是拼接模式决定了最终产品的性质。

manbet手机版医疗方面

manbet手机版遗传性疾病很常见，目前估计不少于5000种。manbet手机版其中一些是由于拼接过程中的错误。manbet手机版此类疾病研究最多的是乙型地中海贫血，这是一种主要在一些地中海国家流行的贫血。

manbet手机版这种疾病是由一种有缺陷的蛋白质引起的，这种蛋白质是红细胞中血红蛋白的一部分。manbet手机版这种蛋白质叫做球蛋白。manbet手机版如果没有β -珠蛋白或功能不良，红细胞的寿命就会缩短，从而导致贫血。manbet手机版在不同的患者中，发现了遗传物质中的小缺陷，导致剪接过程中的错误，从而导致功能不佳的β -珠蛋白的合成。manbet手机版在图3的上半部分显示了β -珠蛋白RNA的正常剪接(A)。如果珠蛋白基因被破坏(箭头标记)，例如，它可能导致剪接过程中形成一个比正常外显子更大的外显子(B)，或形成一个全新的外显子(C)。

manbet手机版图3manbet手机版:拼接缺陷导致乙型地中海贫血。manbet手机版A中显示正常的β -珠蛋白基因，B和c中显示导致β -地中海贫血的两个突变基因。箭头标记点突变的位置。manbet手机版中断的线表示在拼接过程中被连接的段。manbet手机版在健康个体中，三个片段拼接如a所示。在一个地中海贫血病例中，形成了一个异常长的第三段(B)，而在第二个病例中，产生了一个额外的片段(C)。

manbet手机版另一个表明疾病与遗传物质组成外显子和内含子之间联系的例子是慢性骨髓白血病，这是一种血液癌症。manbet手机版这种疾病的特点是肿瘤细胞中存在一种特殊的缩短染色体，称为费城染色体，以发现它的城市命名。manbet手机版该染色体是由22号染色体的一端与9号染色体的一端融合而产生的。manbet手机版在断点处，一个癌症基因的很大一部分已经连接到另一个基因上。manbet手机版因此，在这里我们处理的是两个基因，它们现在被复制成一个单一的RNA分子。manbet手机版在剪接过程中，来自两个基因的外显子被剪接形成一个RNA分子，该分子指定了一种新蛋白质的合成，即所谓的融合蛋白。manbet手机版这种新的蛋白质导致白血病。