结构推理 哪些重要的科学发现和实验推动了DNA重组技术的产生和发展?
【正确答案】到60年代,重组DNA技术的理论基础已经具备,但人们还无法自如地得到基因,更无法随心所欲地移动和改造基因,直到70年代中期,DNA分子体外切割与连接技术、核苷酸序列分析技术等几项关键性实验技术问世,推动了DNA重组技术的产生和发展。
   (1)DNA分子的切割与连接技术
   限制性核酸内切酶和连接酶的陆续发现,才使分子生物学家有了进行DNA操作的基本工具。1970年Smith发现第一个Ⅱ型限制性核酸内切酶HindⅡ可对.DNA分子进行体外切割,截止到1986年,已分离出600多种Ⅱ型限制性核酸内切酶。体外对DNA剪切还要连接起来,就要靠连接酶了。1967年世界上5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶,1972年美国斯坦福大学P.Berg博士领导的研究小组率先完成了世界上第一次成功的DNA体外重组实验。
   (2)载体构建和大肠杆菌转化体系的建立
   由于大多数的DNA片段无自我复制能力,在体外得到异源重组DNA片段只是第一步,它必须回到宿主细胞中进行繁殖,这就需要有一种载体(克隆载体)来充当这样的角色。现在噬菌体、质粒和病毒已被改建成克隆载体。1970年M.Mandel和A.Hige发现,大肠杆菌的细胞经过氯化钙适当处理之后,便能吸收入噬菌体的DNA。1972年美国斯坦福大学S.Cohen报道,经氯化钙处理的大肠杆菌细胞也能摄取质粒DNA。大肠杆菌转化体系的建立,对重组DNA技术的创立具有特别重要的意义,S.Cohen等的工作是世界上第一次成功的基因克隆实验,创立了体外重组DNA技术的模式。
   (3)Southern杂交、DNA序列分析和聚合酶链反应
   1975年Southern发明了Southern印迹杂交技术,由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性,它已被广泛应用于基因克隆的筛选、酶切图谱制作、基因组中特定基因序列的定性、定量检测和疾病诊断等方面,它的应用大大推进了分子生物学的发展。1977年Sanger在总结了1953年加减法测序基础上,创造了双脱氧链末端终止法,可在放射自显影的图谱上直接读出DNA的顺序,使人类基因组结构快速分析成为可能。1985年K.B.Mullis建立了聚合酶链反应(PCR)并于1987年获得专利,该技术可在数小时内将仅有几个拷贝的基因放大百万倍,大大简化了传统的体外重组DNA技术。
   Southern杂交、DNA序列分析和PCR等技术的相继涌现,使重组DNA技术发展日新月异,逐步完善。
【答案解析】