基因能量身定做吗?

到22世纪,人类也许能在电脑上先“设计”出一个孩子,并改变受精卵中的相关基因,然后再将其植入女性子宫。

这项技术能消除所有致病基因,并能预先确定孩子的外貌。未来如果父母想要个身形高大修长、有着深色头发和蓝色眼睛的儿子,基因工程师也能做到。如果父母希望孩子具有某些才华,也可以利用他人代表智力、艺术或者体育天赋的基因,这将是基因工程师重点研究的。

现代农业中基因技术的应用

也许将来这会成为一种流行,就像现在流行某些名字一样。可能一段时间,人们喜欢棕色头发、热爱运动的孩子,几年以后,也许金色头发、有艺术天赋的小孩更受欢迎。未来的电子报纸将报道“当前的儿童流行趋势”,关注和现在的服装流行趋势完全不同的内容。

这听起来不可怕吗?但经验告诉我们,人们会逐渐接受新技术。1978年试管婴儿刚出现的时候,很多人持反对态度,他们认为让卵细胞在实验室受精是无稽之谈,人类没有权利干涉自然规律。但现在全世界都在使用这项技术,而且很多人认为它利大于弊。

我们无法预言将来人类的想法和感觉,但可以设想,也许很多人会把基因技术当作对人类的一种丰富,也许转基因的孩子会被叫作“富含基因者”。父母也许很期待这样一个孩子的降生。人们普遍认为,家长应给予孩子最佳的生活条件,如果说基因丰富的孩子意味着聪明、漂亮、没有任何遗传性疾病,那么父母肯定会愿意付出足够的金钱来利用这项技术的。

基因研究需要耗费大量金钱,即使随着技术的发展,花费越来越低,还是富裕家庭占有优势。到22世纪,也许只有百分之几的孩子是基因丰富的人,他们的双重优势在于基因丰富且家庭富裕。到那时,这些基因丰富的人将占据有影响力的位置,大部分自然人将接受他们的统治。

渐渐地,基因丰富的人和自然人间的差别越来越明显。也许儿童医院还会提供人造基因,赋予胎儿前所未有的特征。这些基因可以让人长寿,或者让大脑发达。也许基因丰富的人还能够在其他行星上生活,当火星成为人类聚居地后,只要在皮肤中植入叶绿素,他们就能和植物一样从阳光中摄取能量。

百科研究室——基因

在过去的几个世纪里,一些伟大的生物学家指出:一切有机生命体都是由不计其数的微小单元,即细胞组成。每个细胞内部都有许多指令,它们不但控制着细胞自身的生命活动过程,而且还参与控制整个动植物体的生命活动。这些指令就是基因。基因隐藏于细胞中的一种化学分子,即DNA(脱氧核糖核酸)内。DNA能够将动植物的性状特征传递给下一代。如今,科学家对DNA的功能了如指掌,他们甚至开始人为地控制或者改变生物体内特定的基因,这就是基因工程。

知识点击

*通过基因工程,科学家将荧光水母的基因植入兔子体内,使这些兔子在黑暗中闪闪发光。

*未来,科学家希望通过基因工程使山羊的奶水中含有蜘蛛网纤维,以便人类制出超级防弹背心。

DNA分布在染色体上。人类共有46条染色体(即23对),它们掌控着人类所有的性状。

重要科学发现

*沃森和克里克在一位叫作罗莎琳德·富兰克林(1910~1958)的年轻显微镜专家的工作基础上,发现了DNA的双螺旋结构。

*一些科学家坚定地认为,就像在电影《侏罗纪公园》中讲述的一样,总有一天,人类能够从古老的化石中复制出恐龙的DNA样本,使这些巨型动物重现在地球上。

令人惊叹的双螺旋结构

即使是在高倍显微镜下,各个细胞内的DNA分子看起来比一堆乱糟糟的细线粗不了多少。实际上,这些乱糟糟的东西是一种双螺旋结构,有点像一条彼此缠绕的绳梯。绳梯上一级一级的台阶是一些特殊指令,指导着细胞内特定蛋白质的合成。在蛋白质的合成过程中,双链结构首先从中间解开螺旋,露出单个碱基。DNA双螺旋结构的发现是20世纪最伟大的科学发现之一。1953年,英国剑桥大学两位年轻的科学家:来自英国的弗朗西斯·克里克(1916~)和来自美国的詹姆斯·沃森(1928~)共同发现了这种结构,由此共享1962年诺贝尔生理学或医学奖。

DNA重组

20世纪最伟大的科研项目之一是基因工程,或称基因改良(GM)。1972年,美国生物化学家保罗·伯格发明了如何将一种细菌的DNA链剪下一小段,并把这段剪下的DNA片段插入到另一种细菌DNA链中的技术。这种技术就叫作DNA重组,它使人们可以将一种动植物体内控制某种性状的基因移植到另一种动植物体内,使后者表现出特定的性状。一些生物技术公司利用这种技术将某些有利的性状,例如抗虫害、高产等植入农作物体内。

图中显示了基因拼接的步骤:1.通过限制性酶的作用,将捐赠者DNA上的特定片段分离出来;2.将一种称为质粒的特殊的DNA环打开;3.将从捐赠者DNA上分离出来的基因片段插入质粒内,并用DNA连接酶将两个接头处补好,再把这个整体植入细菌体内;4.细菌不断地繁殖。

解密遗传编码

1967年,两位生物化学家:来自美国的马歇尔·尼伦伯格(1927~)和美籍印度人哈尔·科拉纳(1922~)破解了遗传密码。他们指出,遗传编码取决于DNA双螺旋结构中4种不同的化学碱基的排列顺序。这些碱基就像字母表中的单个字母,它们沿着DNA链排列,形成一长串的字母列,我们将这种字母列按照特定的规则划分为一个一个的“句子”,每个句子就叫作基因。基因控制着生物体的某种性状。各基因内的编码是一种指令,能够指挥特定蛋白质的合成。

双胞胎姐妹的很多性状都相同,这是因为她们相应基因的编码相同。

孟德尔的豌豆

生物体特定的性状如何在上下代之间传递,以及为什么有些性状不会表现出来,而有些性状则能够跨代传递,这些问题一直困扰着生物学家,直到被一位名叫格雷戈尔·孟德尔(1822~1884)的奥地利修道士解决。孟德尔种了一些豌豆,并分析这些豌豆的形状和颜色。通过记录豌豆的这些性状如何在上下代之间传递,孟德尔创造出一套基因遗传的基本法则,即生物体的不同特性如何在上下代之间传递的法则。

如今,科学家利用遗传法则判断某些特定的疾病如何在上下代之间传递。

到现在为止,人类所做的事情都没有基因技术的影响深远。当我们开始改变遗传物质时,就意味着基因丰富者的后代也将继承这些特征。新特征将成为自然界的一部分,而自然界将不断发生变化。

社会也会发生变化,人们将对伟人产生新的态度和看法。现在,大多数人都能接受人类生就的模样,每个人都有自己的缺点和弱点,并且带着不足一直生活下去。但是在充满聪明、健康、外表好看的基因丰富的人的社会中,每个自然人都会觉得自己是少数,会受到某种程度的歧视。他们争取不到重要的工作岗位,因为和基因丰富的人相比,他们各方面都处于劣势。当基因的改变达到某种程度时,基因丰富的人和自然人的遗传物质将大不相同,二者不会愿意共同生育孩子。基因丰富的人将成为一个新的人种,不愿意和自然人种有任何关系。现在人们常说:“我们都是人。”几百年后,这句话也许将不合时宜。

到时人类将面临什么样的情况呢?大家还能和平共处吗?过去的经验告诉我们,种族、语言、文化和宗教差异常常导致矛盾和战争。当两个不同的人种相互对立时,会发生什么事情?自然人面对基因丰富的人会无能为力地交出自己吗?

这还不算结束。因为目前我们还无法确定所有基因丰富的人是否都希望对自己的孩子进行同样的基因改善。在不同的国家可能流行不同的基因,那么人类社会将出现许多不同的基因丰富的人,也许差别会大到发展成不同的人种。到3000年,太阳系将拥有大量智能生命形式:自然人,各种基因丰富的人,智能机器人,能够自我调节的人机系统。但毫无疑问,处于劣势的将是智能较低、身体较弱的自然人。