基因 科学家已有能力在实验室中合成病毒,人类要做造物主?


基因 科学家已有能力在实验室中合成病毒,人类要做造物主?
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基因 科学家已有能力在实验室中合成病毒,人类要做造物主?
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2002年 , 美国科学家在实验室中合成了世界上第1个人工病毒 , 与自然病毒类似 , 这种病毒同样具有活性和侵染性 。
随着合成生物学的发展 , 现在人类已经有能力在实验室中合成许多种病毒 。 那么人造生命离我们还远吗?
众所周知 , 不管是单细胞形态的细菌 , 还是多细胞形态的人 , 它们的基础结构都是细胞 。 病毒只能在细胞中才能表现出生命特征 , 一旦脱离寄主就会失去活性 , 所以通常认为病毒是一种介于生命和非生命体之间的存在 。
病毒的个头非常小 , 用电子显微镜才能观察到 。 由于个体微小 , 所以结构也十分简单 , 不像细胞那样具有细胞核、细胞质、细胞膜等复杂结构 , 病毒仅由核酸长链和蛋白质外壳构成 , 既没有自己的代谢机构 , 也没有酶系统 , 病毒的一切生命活动(复制、转录、转译、逆转录等)都必须依赖于细胞中的物质和能量 。 如果脱离细胞 , 看起来就完全是一个结构十分复杂的有机化学物质 。 比病毒结构更简单的则是亚病毒 , 仅具由核酸或者蛋白质 , 这类病毒被称之为亚病毒 , 主要包括类病毒、拟病毒和朊病毒 。
病毒严格意义上来说 , 并不完全具有生命特征 。 虽然人类已经有能力合成病毒 , 并不意味着人类制造出了世界上第1个人造生命 , 除非人类能够在实验室中完全人工合成一个细菌 。
【基因|科学家已有能力在实验室中合成病毒,人类要做造物主?】现在人类已经有能力在实验室中合成病毒 , 不过这种能力并不像大家想象的那样 , 那么夸张 。 目前科学家只能对已知的病毒进行合成和改造 。
合成病毒的前提就是必须要知道基因序列 , 这就相当于一个设计图 , 然后科学家们按照设计图 , 利用有机分子进行搭积木式的组装 , 从而合成与原病毒基本上完全一样的人工病毒 。 这种形式类似于克隆 。 改造病毒就是对病毒的部分基因片段进行删除、替换、添加、重组 , 从而改造出具有某种特定功能的新型病毒 。
在人工合成病毒之前 , 人类最先开始的是人工合成有机大分子 。 生物细胞内含有4种有机大分子 , 分别是:蛋白质、核酸、脂质和糖类 。 蛋白质的基本单位是氨基酸 , 主要由碳、氮、氧、氢等几种元素组成 。 1965年 , 我国科学家就在世界上第1次人工合成了具有生物活性的蛋白质——牛胰岛素 。
病毒除了蛋白质外壳 , 最重要的是核酸长链 , 病毒的遗传物质就位于核酸长链 。 如果想要合成病毒 , 就必须有能力合成核酸 。
核酸主要有两种 , 分别是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA) 。 DNA的组成碱基是ATGC , 单位是脱氧核苷酸;RNA的组成碱基是AUGC , 单位是核糖核苷酸 。 生命的遗传物质通常是DNA , 不过某些病毒会以RNA作为遗传物质 。RNA病毒的遗传物质不稳定 , 所以极易变异 。
总之 , 人类现在还处于照猫画虎的阶段 , 并没有能力设计出一个完全有别于自然病毒的新病毒 。
就算人类能够在实验室中独立制造病毒 , 离制造生命还有一个很远的路要走 , 因为制造病毒与制造生命 , 两者的难度有本质区别 。
碱基对常被用来衡量DNA和RNA的长度 , 核酸长链的长度越长 , 复杂度也就越高 , 也就越难人工合成 。 冠状病毒则是最大的RNA病毒 , 遗传物质大约包含3万个碱基对 , 目前科学家也已经能够在实验室中对其进行人工合成 。 至于更复杂的病毒 , 目前还很难人工合成 。
世界上已知最大的病毒是多噬棘阿米巴模仿病毒 , 这是一种DNA病毒 , 该病毒的遗传物质包含120万个碱基对 。 人类的遗传物质则包含31.6亿个碱基对 。 可见 , 人类离成为造物主的目标还很远 。
人类要想战胜病毒 , 对病毒的研究是必不可少的 , 对病毒的人工合成能力是不可或缺的 。 有人说人类因此打开了潘多拉魔盒 , 可科学是把双刃剑 , 人工合成病毒用在了正确的地方 , 对人类就是有益的 。
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