基因的复印技术

基因的复印技术

DNA是一条长链，其中包含了很多基因。我们在研究的过程中，可能对其中某一个或几个基因感兴趣，这些基因在细胞中往往只有一个拷贝。有时，考古学家费尽艰辛得到了一点古生物DNA，因数量少得可怜，无法进行全面分析，只能望DNA兴叹：要是能有一台机器像复印文件一样复印DNA该多好啊。这样的机器发明出来了吗？

在沃森和克里克发现DNA双螺旋结构的同时，也发现了生物体内遗传物质的复制的基本法则。科学家们发现，生物在细胞分裂过程中，伴随着细胞的“复制”，必然有基因的复制。基因复制是一个非常重要的生命过程，没有复制，就没有生命的繁殖。

既然基因可以在体内不断地自我复制，就一定能在体外实现基因的大量增殖！科学家们希望像复印机复印文件一样，用一种基因复印机大量“复印”基因。这太重要了，因为DNA是肉眼看不到的分子，基因又是DNA上的一个片段，如果只研究一个基因，其难度可想而知。以往，要想得到大量增殖的基因，首先要把它们装到“分子运输车”上送到大肠杆菌等生物体内，借助于大肠杆菌的繁殖使基因得到扩增。要想得到复制后的基因，还要经过核酸的抽提、纯化等繁琐的步骤，操作起来实在麻烦。如果能在体外很方便地复制基因，那多好啊。

1983年4月的一个晚上，年轻的美国科学家穆利斯驾车行驶在美国北加利福尼亚一条山间小路上。车窗外飞掠而过的景象激发了他的灵感。短短3个小时的旅程，使他长期以来思考的问题得以解决，构想出了一项对人类发展影响十分重大的技术，这就是聚合酶链式反应，即PCR技术。正是由于这项技术的发明，人们最终制作出了“复印”基因的机器PCR仪。利用PCR仪，人们可以很方便地扩增自己所需要的基因片段，大大加快了人们改造基因和利用基因的步伐。

现在我们只需要将提取的DNA及DNA复制所需要的其他物质混在一块，然后放到PCR仪内，设定好反应条件，我们所需要的基因就会很方便地在体外得到扩增。

这一方法的突破使分子生物学研究得以飞速前进，利用该技术可用极其微量的样品大量生产DNA分子，使生物技术又获得了一个新的工具。这项技术的问世，能使许多专家把一个稀少的DNA样品复制成千百万个，用以检测人体细胞中的艾滋病毒，诊断基因缺陷；可以在犯罪现场搜集部分血和头发，进行DNA指纹图谱的鉴定；考古学上还可以利用PCR技术研究古代生物残留下来的DNA。

穆利斯因此项贡献于1993年获得诺贝尔化学奖。