生物學幾年來的發(fā)展

【專家解說】：結構分析和遺傳物質(zhì)的研究在分子生物學的發(fā)展中作出了重要的貢獻。結構分析的中心內(nèi)容是通過闡明生物分子的三維結構來解釋細胞的生理功能。1912年英國 W.H.布喇格和W.L.布喇格建立了X射線晶體學，成功地測定了一些相當復雜的分子以及蛋白質(zhì)的結構。以后布喇格的學生W.T.阿斯特伯里和J.D.貝爾納又分別對毛發(fā)、肌肉等纖維蛋白以及胃蛋白酶、煙草花葉病毒等進行了初步的結構分析。他們的工作為后來生物大分子結晶學的形成和發(fā)展奠定了基礎。50年代是分子生物學作為一門獨立的分支學科脫穎而出并迅速發(fā)展的年代。首先是在蛋白質(zhì)結構分析方面，1951年L.C.波林等提出了 α-螺旋結構，描述了蛋白質(zhì)分子中肽鏈的一種構象。1955年F.桑格完成了胰島素的氨基酸序列的測定。接著 J.C.肯德魯和M.F.佩魯茨在X射線分析中應用重原子同晶置換技術和計算機技術分別于1957和1959年闡明了鯨肌紅蛋白和馬血紅蛋白的立體結構。1965年中國科學家合成了有生物活性的胰島素，首先實現(xiàn)了蛋白質(zhì)的人工合成。 另一方面，M.德爾布呂克小組從1938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制的理想材料。1940年G.W.比德爾和E.L.塔特姆提出了“一個基因，一個酶”的假設，即基因的功能在于決定酶的結構，且一個基因僅決定一個酶的結構。但在當時基因的本質(zhì)并不清楚。1944年O.T.埃弗里等研究細菌中的轉化現(xiàn)象，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。1953年J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了DNA的雙螺旋結構，開創(chuàng)了分子生物學的新紀元。在此基礎上提出的中心法則，描述了遺傳信息從基因到蛋白質(zhì)結構的流動。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F.雅各布和J.莫諾提出了操縱子的概念，解釋了原核基因表達的調(diào)控。到20世紀60年代中期，關于DNA自我復制和轉錄生成RNA的一般性質(zhì)已基本清楚，基因的奧秘也隨之而開始解開了。 僅僅30年左右的時間，分子生物學經(jīng)歷了從大膽的科學假說，到經(jīng)過大量的實驗研究，從而建立了本學科的理論基礎。進入70年代，由于重組DNA研究的突破，基因工程已經(jīng)在實際應用中開花結果，根據(jù)人的意愿改造蛋白質(zhì)結構的蛋白質(zhì)工程也已經(jīng)成為現(xiàn)實。