风口解析 | 基因编辑 | 001 | 基因是什么？

Posted 2021-01-26 pythonicanus

 

基因是什么？

 

基因编辑，是一项基础设施已经完备，未来随时可能会爆发的风口行业。其实人类对于基因的探索与改变，不是最近才有的事情，而是可以追溯到人类整个的发展史。人类从采集到农耕，从渔猎到畜牧，甚至包括精神发展，始终贯穿着人类对于基因的研究与改造。

 

早期，人类通过筛选杂交，得到性状表现更好的植物种子用于耕种，得到需要的动物品种用于畜牧，甚至将鲫鱼改造为金鱼，得到更美的观赏鱼品种。这一切实际上都是人类对于基因进行编辑的历史。

 

从今天开始，我们将会为读者用最简洁的描述，从头到尾揭示基因编辑的秘密。

 

本节作为基础课，我们将为大家揭示什么是基因，以及基因的作用。

 

基因（DNA），也被称为遗传因子，是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。好啦，估计很多读者已经被第一句话拍蒙，已经决心放弃学习啦。不过如果你继续阅读下去，会发现其实这个概念并不难理解。

 

为了解释基因，我们首先需要了解，生物体本质上是由蛋白质构成的。蛋白质对于动物，可以被粗糙的理解为肉、骨骼、器官等等，对于植物，可以粗糙的理解为叶子、根、种子等等。那么，到底是什么决定一个生物长成什么样子，以及它会有什么性状呢？换种通俗的问法就是，到底什么决定一个生物的肉、骨骼、器官长成什么样子呢？这个问题的答案就是基因。基因是生物体复制自己，生产蛋白质的基本编码，也就是我们熟知的双螺旋结构。

 

双螺旋结构到底代表什么呢？双螺旋结构，实际上是由成对的碱基对构成的结构。读者可以不必费力深究什么是碱基对，只需要知道，在DNA中的碱基对是由A配T、C配G组成的固定搭配。每对固定搭配之间，通过不同的数量、组合、排列方式组合起来，就形成了不同的基因代码，这种基因代码被称为基因序列。例如人类的基因组，就拥有超过30亿对碱基对。碱基对的排列顺序不同，决定了不同人的性格，身高，肤色等之间的差异。

 

 

 

至此，读者应该对基因建立了一个初步的认识，不过细心的读者应该发现，这里只讲了基因，并没有涉及生物体如何生产蛋白质复制自己的过程。为了搞清这个问题，就要引入基因中另一概念RNA了。RNA的种类繁多，复制过程复杂，这里不做细致的阐述，只给读者描述它的工作原理。

 

基因（DNA）只存在于细胞核中，而蛋白质的生产过程，却在细胞体中，这样就需要一个中介物质，把DNA的遗传信息复制并运输到细胞体中，这个中介物质，就是RNA。

 

与DNA不同，RNA是一条单链结构，为什么是单链呢？原因就是，当细胞要生产特定的蛋白质时，在细胞核内的DNA会解链，即把双链打开（A-T、C-G配对拆开成独立的碱基），RNA聚合酶就通过打开的DNA上碱基序列，按照A配T，C配U（RNA中没有G）的原则，复制出一条与之相应的RNA链。这条RNA链带着与DNA所匹配的信息，来到细胞体内，核糖体利用这些信息，合成所需的蛋白质。

 

 

总结一下

 

今天你需要记住的几个知识点：

1、基因（DNA）存储了生物体性状信息。

2、DNA储存信息的最基本单位是碱基对。

3、碱基对的排列顺序决定了生物体性状的不同。

4、DNA通过RNA向外传递遗传信息。

 

本节描述的就是生物体通过基因复制自身过程的简单描述。理解基因以及生物体如何复制发展自己，对后面几节将要接触的基因编辑技术，有重要作用，不太理解的读者可以反复理解本节内容。