分子生物学的研究热点已明显从基因组转移至蛋白质组
数十年的生化研究表明,细胞活性是通过一系列的信号转导、
调节控制和代谢途径实现的,每个环节都涉及许多特殊的分子。在
人们所理解的单个分子的转化机制和途径与由它们整合而成的有序
的自我平衡系统之间,还存在很大的认识差距。
目前,分子生物学的研究热点已明显从基因组转移至蛋白质组
(proteome),蛋白质组是一个生物细胞和组织中所有蛋白质的集合
。基因组为细胞蛋白质的合成提供了处方,而蛋白质组则是细胞的
“砖块和泥浆”,行使着细胞的功能。蛋白质组远比基因组复杂。
一个细胞只有一个基因组,却可以有多个蛋白质组。DNA由四种碱
基串联而成,而蛋白质大约由20种氨基酸组成。基因通过转录决定
蛋白质中的氨基酸序列,但还未完全搞清蛋白质的功能以及它与其
他蛋白质的相互作用。与呈线性的基因不同,蛋白质折叠成三维结
构,很难预测。蛋白质组是动态的,外部和内部环境的微小变化就
会改变蛋白质组的功能。要理解蛋白质组,需要综合把握细胞代谢
。
蛋白质组的主要生化研究法是双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(2~PAG
E)结合质谱(MS)测序技术。2~PAGE用于分离、图示和定量蛋白质;
质谱测序技术用于鉴定蛋白质的氨基酸序列以及翻泽后的分子修饰
。将蛋白质组数据库与基因组数据库相结合,有助于鉴定蛋白质并
确定特定条件下数据库中的重要基因。在基因组学和蛋白组学之间
,存在明显的协作关系。在鉴定和比较复杂的蛋白质结构方面,蛋
白质组学能对特定时间出现于人类体液中的蛋白质产生一种高精度
、高灵敏度的分子指纹图谱,这些信息可为人类的疾病状况提供早
期预报。这类分子医学手段可能是20世纪生物技术最显著的成就之
一。
克隆DNA(或基因操作)以及在生物体中成功表达目的基因是现
代生物科学和生物技术非常重要的核心技术。如果基因工程被人类
接受,可用它构建新的基因库并使这些基因大量表达,为造福人类
提供大量机会
基因工程的潜在实验室危害
对基因操作的早期研究引起了人们广泛的讨论,人们担心某些
实验可能会带来风险。有些人认为,构建重组DNA分子并将其插入
微生物中可创造新的生物,如果由于疏忽而使这些生物从实验室中
释出,就会对人类或环境造成生物危害。相反,另一些人认为,那
些携带额外遗传物质的新生物难以与自然环境中的土著生物竞争。
现在人们对基因操作研究的看法比较适度,因为实验表明,如有必
要,这项工作完全可以按照严格安全的规章来实施,包括对受试生
物进行物理和生物隔离。