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漫人:关于转基因食品(一)

2018-3-27 08:23 AM| 发布者: 星光| 查看: 1379| 评论: 20|原作者: 漫人

摘要: 转基因食品这些年来一直是个争论不休的话题,前些天常乐兄又在问,而且帮着把我以前开的线提了上来。去一看,是2015年开的,我还在线里面说了要写一篇,转眼又快三年过去了。结果前两天中学的数学老师(不是体育老师 ...
转基因食品这些年来一直是个争论不休的话题,前些天常乐兄又在问,而且帮着把我以前开的线提了上来。去一看,是2015年开的,我还在线里面说了要写一篇,转眼又快三年过去了。结果前两天中学的数学老师(不是体育老师哈)也在微信中问,觉得不能再拖了。

一直迟迟没有动手写,原因就是觉得要铺垫的东西太多,没那么多时间,有些我还没说到正题,就没了兴致没了时间,也不知道还有没有人愿意再听我唠叨,所以这个坑,一直没有勇气去挖。后来又觉得大概不必写那么多,也许费不了那么多口舌。不管怎么说吧,还是先写下一些,能不能说的清再说吧。

到了今天,转基因这个词大概都听腻了。基因是什么,大概多少也有个概念。但为了说清楚问题,觉得有必要把一些基本概念和基因的机制说一遍,这样才能说清楚问题。

基因(gene)么,就是储存的遗传信息。是熊猫还是大猩猩,就是因为遗传基因的不同。而同卵双胞胎非常相似,就是因为他们的基因,是从同一个受了精的卵子而来。对于生物体来说,基因是以DNA的形式储存在细胞核还有线粒体中的。DNA这个缩写我想大家都知道吧,反而是它的原名——Deoxyribonucleic acid(脱氧核糖核酸)不知道有多少人知道。但这个关系不大,只要知道DNA这个概念就足够了。DNA是由核苷酸(Nucleotide)组成,组成DNA的核苷酸共有四种,而遗传信息,也就是基因,就是储存在这四种核苷酸的排列组合中。华生(James Watson)和克里克(Francis Cricket)当年就是因为发现了DNA链的双螺旋结构,获得了1962年的生理或医学诺贝尔奖。

DNA双螺旋结构

那么基因里面储存的是什么信息?主要是蛋白质。为什么是蛋白质?因为肉的主要成分就是蛋白质。当然这是调侃,因为在各种各样的蛋白质中,组成肉的结构蛋白只占蛋白质种类的很小一部分。更多的是酶,因为生物体中各种代谢生化反应都需要酶的参与才能完成。另外还有些蛋白质参与到细胞信号传导免疫反应细胞黏附细胞周期调控等过程中。也就是说,生物体的生长发育和延续,都需要蛋白质。不过这里面的过程机制太复杂,我就不细说了。大概只要记住一条,就是基因的最终产品,就是蛋白质。

那么从基因到蛋白质的过程是怎么一回事呢?我们前面说了,基因是储存在DNA中,从基因到蛋白质,也不是一步到位,而是分了两步走。首先是DNA里的信息,要转录到信息核糖核酸,也就是mRNA上,这个过程叫转录(transcription)。然后再以mRNA作模子,按照上面的基因信息合成蛋白质,这个过程叫转译(translation)。转译完了以后,还有一些后续的过程,才能得到有活性的蛋白质。过程总结在下图中。

By Adenosine at English Wikipedia, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32026515

这个整个过程,叫做中心法则(Central Dogma),注意到了么?这个过程是单向的,也就是DNA->RNA->Protein(蛋白质)。起码在我在上生物课的时候,还在说这个过程是不可逆的,也就是没有蛋白质回转译成RNA,也没有RNA回转录成DNA之说。是的,有同学会举手说不是你说的这样,明明有RNA回转译成DNA的事实,是的是的,这是后话,我们后面会说到。起码在真核生物(eukaryote)中,这个过程是单向不可逆的。真核生物顾名思义,就是其细胞中,有一个细胞核。我们生活中接触到的动物植物,还有真菌(蘑菇酵母啥的),也就是我们的食物啦,都属于真核生物。

真核生物还有一个特点,就是转录的过程是在细胞核中完成的,然后形成的mRNA被转移到细胞核外,再进行转译,生成蛋白质。也就是说,转录和转译两个过程,是在两个分隔开的环境中完成的。另外,在细胞分裂的过程中,DNA的复制也是在细胞核中完成的。

好了,说了这么一大堆,该切入正题了,转基因食物。我们吃到嘴里的食物,当然都是整个细胞一起吃下去了,细胞囊细胞核,通通在肚子里面消化。而储存基因信息的DNA,也被消化掉。即使有片段,也不会随便跑到细胞核里去,更不会随便就跑到你自己细胞里的DNA中去。而我前面提到,DNA是由核苷酸(Nucleotide)组成的,DNA的复制,也是由一个一个核苷酸加上去形成链条,两条链互补形成双螺旋结构。而且这个复制是有纠错功能的,一般不会出错。那么就是说,转基因食品里的基因即使是修改过的,吃到肚子里面也不会跑到你身体细胞里的基因里面去,这就是转基因赞成派最强有力的论据。

发现要说的东西还是不少,今天就说到这里吧。

https://zh.wikipedia.org/wiki/脱氧核糖核酸
https://en.wikipedia.org/wiki/Central_dogma_of_molecular_biology
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最新评论

引用 2018-3-29 02:45 PM
八月风: 信息也需要物质载体啊。DNA,RNA本身跟蛋白质一样,都是大分子,也是物质。从信息和物质载体的角度,大概可以这么理解:DNA的主要功能是储存信息,复制信息。RNA ...
多谢八月解释。 好像明白一点儿了,但还不是完全明白。
引用 2018-3-29 12:22 PM
AprilFool: 蛋白质里的什么序列是信息,但蛋白质本身是物质吧?信息能变成物质?
信息也需要物质载体啊。DNA,RNA本身跟蛋白质一样,都是大分子,也是物质。从信息和物质载体的角度,大概可以这么理解:DNA的主要功能是储存信息,复制信息。RNA的主要功能是复制和传递信息,但有些类别的RNA也有调节选择信息被传递的方式和时间的功能。蛋白质的主要功能是展现信息里的内容(这些内容就是怎样合成生物体内需要的各种其它物质,以及调控这些物质的相对水平等等),同时蛋白质跟某些RNA一样,也有调节信息被传递方式和具体时间的功能。
引用 2018-3-28 09:27 PM
Charming: 当年学遗传学最简单。 就是一个基因到一个蛋白质。
就是,当年没今天这么复杂。
引用 2018-3-28 06:08 AM
当年学遗传学最简单。 就是一个基因到一个蛋白质。
引用 2018-3-27 09:36 PM
waspking: Prion 就可以复制吧。 蛋白--》蛋白。
尽给您打岔
Prion我的理解是改变其它蛋白质的三级构造,让其活性死翘翘,但并不复制自己的氨基酸顺序。见维基:
https://en.wikipedia.org/wiki/Prion

其实我下面就要说到prion,也想到了可能被人截胡。
引用 2018-3-27 09:32 PM
waspking: 基本就是RNA干扰机理差不多。 但是因为短(20BP),所以应该miRNA可以搞定200个基因。 我好像发过几篇文章的。     ...
那你还不来吹吹?
引用 2018-3-27 09:52 AM
漫人: 噢,忘记说了,蛋白质的基本组成原件,就是氨基酸,蛋白质就是一个个氨基酸连接形成的链。

蛋白质是物质,也储存了信息,不过还是那句话,蛋白质里的链条序列( ...
Prion 就可以复制吧。 蛋白--》蛋白。
尽给您打岔
引用 2018-3-27 09:51 AM
漫人: miRNA可是个全新的东西,当年读书的时候都没听说过。

说miRNA动、植物里都有,起调节控制基因表达的作用。

但是miRNA的作用机制我完全不了解。   ...
基本就是RNA干扰机理差不多。 但是因为短(20BP),所以应该miRNA可以搞定200个基因。 我好像发过几篇文章的。  
引用 2018-3-26 10:41 PM
AprilFool: 蛋白质里的什么序列是信息,但蛋白质本身是物质吧?信息能变成物质?
噢,忘记说了,蛋白质的基本组成原件,就是氨基酸,蛋白质就是一个个氨基酸连接形成的链。

蛋白质是物质,也储存了信息,不过还是那句话,蛋白质里的链条序列(也就是氨基酸的排列)不能直接复制,也就是不能用蛋白质复制蛋白质,而是要通过DNA转录、转译复制。
引用 2018-3-26 09:58 PM
漫人: 说的对,蛋白质里的氨基酸序列就是信息,但是这个信息,不能直接由蛋白质复制,因此也不会传给下一代。

蛋白质除了含有序列信息外,还有三维结构,还有功能,因 ...
蛋白质里的什么序列是信息,但蛋白质本身是物质吧?信息能变成物质?
引用 2018-3-26 09:56 PM
AprilFool: “基因(gene)么,就是储存的遗传信息” - - - 这也就是说,基因是一种信息。那么蛋白质呢?也是信息?        ...
说的对,蛋白质里的氨基酸序列就是信息,但是这个信息,不能直接由蛋白质复制,因此也不会传给下一代。

蛋白质除了含有序列信息外,还有三维结构,还有功能,因此要复杂得多。
引用 2018-3-26 09:53 PM
waspking: 碳水化合物不是基因来的, 是基因变成的酶来合成的。
觉得可以这么说,蛋白质(包括酶)是基因的初级产品,而碳水化合物(糖、淀粉)和碳氢化合物(油、脂肪)是次级产品,因为是在酶的作用下产生的。
引用 2018-3-26 09:50 PM
waspking: 最近不是中国有人说植物的miRNA可以进入人体? 调节人的基因表达? 但是没有国外人重复或者跟进。
miRNA可是个全新的东西,当年读书的时候都没听说过。

说miRNA动、植物里都有,起调节控制基因表达的作用。

但是miRNA的作用机制我完全不了解。
引用 2018-3-26 09:47 PM
星光: 很好的科普文章,赞一个。

我也经常被国内的朋友问这个问题。

有一句话我不太同意,那就是“基因的最终产品,就是蛋白质。”

说起来我们身体的全部,从蛋白质 ...
是的,你说的对,不是最终产品,而是直接对应产品。终极产品么,就是人的个体本身啦。
引用 2018-3-26 09:45 PM
牛啊!
引用 2018-3-26 08:22 PM
“基因(gene)么,就是储存的遗传信息” - - - 这也就是说,基因是一种信息。那么蛋白质呢?也是信息?    
引用 2018-3-26 01:57 PM
星光: 很好的科普文章,赞一个。

我也经常被国内的朋友问这个问题。

有一句话我不太同意,那就是“基因的最终产品,就是蛋白质。”

说起来我们身体的全部,从蛋白质 ...
碳水化合物不是基因来的, 是基因变成的酶来合成的。
引用 2018-3-26 01:55 PM
最近不是中国有人说植物的miRNA可以进入人体? 调节人的基因表达? 但是没有国外人重复或者跟进。
引用 2018-3-26 09:56 AM
很好的科普文章,赞一个。

我也经常被国内的朋友问这个问题。

有一句话我不太同意,那就是“基因的最终产品,就是蛋白质。”

说起来我们身体的全部,从蛋白质到碳水化合物,都是从基因表达翻译来的。所以基因的最终产品,可不仅仅是蛋白质。。。
引用 2018-3-26 04:39 AM
https://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2017/11/29/cells-with-lab-made-dna-produce-a-new-kind-of-protein-a-holy-grail-for-synthetic-biology/?utm_term=.3ac684021264

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