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生物的基因有没有可能是「祖传屎山」?

2020-10-21科学

说一个跟屎山有关的事情:既然基因是座屎山(大量内含子配少量外显子),在转基因的时候,如何只转出有用的那部分外显子呢?(或者说,如何屎里淘金)

这得从原核生物的屎山说起。原核生物的屎山号称「山外有山」,因为除去其「原核」内的自己的DNA外,细胞质里还大量散布着别人的DNA,也就是质粒(Plasmid)。这些外来质粒类似我们高等生物体内的寄生虫,利用着原核生物的核酸和氨基酸原料复制/翻译着自己的基因——因此原核生物也非常反感它们。

细菌自己的DNA和质粒的环状DNA

上世纪的时候,人类发现了部分原核生物(最早是在大肠杆菌中发现)对抗这些质粒的方法:限制性内切酶,这些酶如同切屎刀,把大量入侵的质粒切断,成为难以再复制表达的基因片段。如果类比到高等动物,这些酶就如同免疫细胞一样,对入侵的质粒以及部分病毒进行攻击;而同样类似免疫细胞,一般来说这些酶不会去切原核生物自己的基因,因为内切酶会识别其自身基因的修饰基团。这样的内切酶种类繁多,每种可以识别一定的核酸序列,只切DNA上对应的部分。

于是生物工程师们想到了,可以把切屎刀作为工