基因工程、基因编辑到底是啥?李永乐老师讲基因工程

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-13 17:11

        有小朋友就问我基因到底是怎么一回事呢?今天我们就来讨论一下这个问题。首先呢我们先来说一下什么是基因。我们知道啊人呢是由细胞构成的,这是一个人啊,这个人呢他身体中有细胞啊,如果我们把这个细胞放大呢,我们会发现细胞里边有一个很小的一个核。这个细胞核啊它是用来储存遗传物质的。如果我们再把这个细胞核放大呢,里面会有一个双螺旋的结构。

        这个双螺旋的结构呢就叫dna。也就是脱氧核糖核酸。假如我们把这个脱氧核糖核酸再进行放大的话呢,我们会发现它实际上啊是一个双链结构,我把它抻成直的啊,然后呢他有一个一个的剪辑队这么对着。啊,脱氧核糖核酸dna啊它是由核苷酸构成的,核苷酸呢有三个部分,其中有一个部分就是碱基。这个剪辑是互相对着的。点击一共分为四种,分别是ATCG。而且他们之间呢有一个互补的对应关系。

        就是如果这个是A的话,他对的一定是T就是A和T对应,而C和G对应啊就这么一个关系。所以假如说这个剪辑队分别是。AA ctg的话,那么跟他对应的关系,A要对T所以就是TTGAC。这么一个对应关系啊,这个就是dna的一个基本结构。人们对于dna啊进行了仔细的研究,就发现了一件事儿。什么事儿呢?就是人们就发现呢这个剪辑的顺序其实就代表了人类的一种遗传信息,就称之为接密码。

        所谓破解记忆密码就是要搞清楚说这一段儿的碱基顺序啊,aac他表示什么,他好像表示这个人呢是个大眼睛是吧,后面还有什么TTG表示什么?表示这个人双眼皮儿啊,后面还有个基因表示什么?表示这个是个色盲等等吧,说这个遗传信息其实就是隐藏在dna的这个剪辑的顺序之中,人们就把能够实现一定功能的这个碱基的序列就。称之为一个什么呢?称之为一个基因啊,这个呢就是基因的含义。那么基因是怎么影响人的呢?为什么有的人长的是这个红色的这个头发,有人长得是黄色的头发,有人讲的是黑色的头发呢啊人们认为啊这个过程是这样的。首先呢这个dna呀。他是储存在细胞核中的,那么呢他不直接指导蛋白质合成。他呢首先通过一种过程叫做转入,他会生成一种单恋的结构,叫做RNA,也就是核糖核酸。这个核糖核酸呢可以跑到这个细胞核外面去去翻译啊,指导这个蛋白质的合成。这个过程称之为翻译。

        就是把这个密码呀变成蛋白质。听得懂的。啊,他就会生成蛋白质,而这个蛋白质呢就可以作为我们身体的各个部分的结构啊,这样的过程呢就是DNA如何指导这个生物的结构。呃,那么基因的问题呢,其实人们从上个世纪50年代就已经开始研究了啊。但是这一次,贺建奎所使用的这个crisp方法呢,实际上是本世纪才开始的。

        如果想要了解principle方法,我们首先还是要回到微生物学。微生物有什么呢?比如说微生物啊,有细菌啊,细菌还有什么呢?还比如说有病毒啊,有人可能认为啊细菌和病毒都是专杀人类的啊,实际上不一定。实际上啊有很多病毒是专杀细菌的,这种专杀细菌的病毒我们就称之为什么呢?称之为噬菌体。噬菌体啊,他专门杀细菌噬菌体。在海洋里边儿啊,每天都会有40%的细菌会被噬菌体杀掉。如果没有设计菌体的话,那这个细菌就会爆发的啊。

        噬菌体大概长什么样呢?还长得很神奇啊。噬菌体啊,他的这个脑袋长了一个正20面体的形状,然后呢里面有一些dna它的遗传物质,它底下呢会有一个管子用来输入dna,然后还有一些触手。啊,这些触手呢可以抓住一个细菌,他呢会降落到一个细菌的表面啊,这就是细菌了。上面那个是噬菌体,降落之后,他就往这儿打个洞,然后把自己的dna释放进去。dna在细菌里面就会不停的复制啊就会不停的复制啊复制啊复制复制到足够多。然后呢他的展开长出它的蛋白质外壳,长出蛋白质外壳之后啊,他这个细菌没有利用价值的,他就会啊。

        从这个细菌里边出来,他一到中细菌里面出来了,这个细菌就挂掉了。然后他复制了自己,这就是世军写一个基本的工作流程啊,人们从很早开始就开始研究这个问题。但是到了1987年的时候,人们有了一个很大的发现。1987年日本有一个科学家叫石野良纯。啊,十月糖醇呢这个科学家呀,他去研究细菌的这个dna结构。因为细菌本身他也有dna对吧?病毒有细菌,也有他研究细菌的dna发现呢。在大肠杆菌里面。

        在大肠杆菌里面的这个dna的结构非常奇怪,有什么奇怪的呢?这个大肠杆菌的dna啊,他在某一段会出现重复的结构,比如说会出现。CGGTT这样的一个剪辑排序,然后又一大堆其他的在cg GTT啊,然后再遇到对其他的再c gg体系,他会反复的出现这种结构。啊,那么他对感觉非常奇怪,为什么奇怪呢?因为啊病毒和细菌这种物体啊它非常非常小,所以呢所以他的DNA表达是非常直白的,他是非常紧凑而高效的。如果你出现了很多这种重复的结构结构,你表达同一个意思的话,那你干嘛要重复他呢?你不要,他不就完了吗?所以他不清楚这是为什么。后来人们在很多的细菌你都发现了这种重复的结构。一直都不清楚这是为什么啊这件事儿呢一直持续了大概有20年,直到啊2002年的时候,人们才终于搞清楚了这个问题到底是怎么回事。2005年的时候,科学家才。真正证实的这个问题,当时呢有人提出说这个细菌中间的这个重复结构可能是用来防御病毒的。而在2005年的时候呢,法国有一个科学家叫8栏。巴郎骨呢,它是一个酸奶公司的科学家,我们知道酸奶里边也有很多的细菌,但是他们那个酸奶公司啊,细菌经常会这个闹闹均温啊,就是说经常会被室温噬菌体大批的干掉。

        然后他就去想,我怎么样才能够让我的细菌不被噬菌体干掉呢?啊,于是他就做实验啊,他做的实验大概是这样,就是把那个链球菌呢,这是链球菌的dna。啊,这个是细菌的dna这个他把链球菌呢放到了噬菌体里面,那噬菌体就是病毒的对吧?这个是噬菌体。他把这个链球菌放到了噬菌体里面,结果发现呢这个大量的链球菌都死亡了,但是也总有那么一些这个细菌活下来了。他把这些活下来的细菌拿出来仔细观察就发现。活下来的细菌里的确就出现了什么呀,这种重复的结构,他的仔细的研究会发现什么呢?这个重复的结构其实就来源于噬菌体。经过仔细的思考,他明白了这样一个道理啊。事实上,细菌呢对视群体是有一定的防御机制的,就是当这个细菌存活下来的时候呢,他会把这个噬菌体的dna啊切下来。那么一小段儿啊,世军以第七的小段,然后他把自身的这个dna链断开。断开之后呢,他让这个噬菌体这一小段的dna插入到自己的这个dna链里边去,于是细菌就发生了变异,它变异成什么呢?左右两边还是原来自己的dna。而中间他就插入了刚才那个病毒的dna,这个dna其实是来源于噬菌体的。

        那这么做,他为了识别说这一段不是我自己的,而是我为了免疫别人。加入的,所以他前后会加什么?会加一个重复的序列,就是刚才咱们所说的这个什么c zg tt这两边重复的,两个重复的中间加一段病毒的表示,我已经认识这个病毒了。那么过了一段时间呢,这种病毒他又来了啊,这个噬菌体呢他又来了,他就想去杀这个细菌。那这个细菌我已经遇到过你一次了,第二次我就不怕你了,对吧?为什么呢?因为啊他会分泌出一种物质叫R。A这个RA呢,就是刚才我们所说的那个核糖核酸啊,这个RA呢它起到了一种定位的作用,起到了一种定位的作用。它可以啊对这个dna进行观察。观察说有没有那么一段是跟我刚才记住了这个不好的噬菌体一样的呢,就找找找找。哎,正好发现你看这一段的dna跟我这个季度的这个dn是一模一样的。于是这个rr就会指挥一种蛋白质,这种蛋白质呢叫CAS9指挥这种蛋白质去进行工作。他要干什么呢?他呀就把这个病毒给切断。

        把这个病毒给切断,这样一来病毒嘛被切断了,所以呢它的活性就消失了,这样就起到的一种防御机制。而这个ces9啊它是一种酶啊,它可以切断dna的。那么这种酶呢相当于一个手术刀。收收到。所以这个细菌呢,它实际上这个过程是一种什么呀?是一种啊特异性的一种免疫机理。免疫啊实际上是一种免疫机理。

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