圆桌派第五季：基因知识点梳理

背景知识

在探讨基因知识之前，有一些背景知识需要了解。生命科学的三大支柱是基因，细胞和生态。基因是生命的遗传基础单元，是由DNA序列编码的。核糖核酸（RNA）则是基因转录和翻译的中介物质。基因的遗传方式有显性遗传和隐性遗传，显性遗传意味着遗传的特征在后代中很容易表现出来，而隐性遗传需要两个隐性基因的配对才会表现出来。人类基因组计划是一个国际性的合作项目，旨在解码人类基因组。该项目于2003年完成，参与研究的国家有美国、英国、日本、德国、法国和中国等。人类基因组计划的最大成就之一是发现了超过20,000个人类基因，这些基因编码了蛋白质和RNA等生物大分子。另一个需要了解的背景知识是 CRISPR。CRISPR是细菌抵御威胁病毒的自我保护机制。科学家们发现CRISPR技术具有剪切、复制并粘贴基因组的能力，从而用于基因编辑、治疗疾病等领域。

基因编辑

基因编辑的概念是通过改变DNA序列来改变生物的基因组。随着基因组学的研究发展，基因编辑技术也得到了更好的发展。这项技术可以用于分析基因组或更改基因组来治疗或预防疾病。目前广泛使用的基因编辑技术有：锌指核酸（ZFNs）、类似ZFNs的核酸（TALEs）、CRISPR/Cas9等。其中，CRISPR/Cas9是最常用技术，该技术利用Cas9核酸来切割DNA序列，然后利用CRISPR核酸指导Cas9核酸让其准确地找到需要编辑的位置。基因编辑可以解决一些遗传性疾病问题。例如，囊性纤维化是一种由基因突变引起的疾病，CRISPR/Cas9技术可以更改毒素离子的通道，这样患者的症状减轻，大大提高了患者的生活质量。基因编辑还可以用于增强突变体的抗性。例如，CRISPR/Cas9技术可用于设计某个品种更有利的基因组来让其适应环境变化，从而增强抗性。

基因检测

基因检测是指通过分析个体的DNA序列，检测个体的基因组是否存在一些突变或多态性等变化。基因检测可以帮助个体了解其患病风险，做好相应的预防和治疗方案。基因检测有不同的类型，包括：遗传性基因检测、规模化基因组学、体外诊断等。这些检测能够基于个体的遗传信息提供更精准的医学诊断，从而更好地进行治疗。例如，BRCA1和BRCA2基因是乳腺癌和卵巢癌等某些肿瘤的遗传风险因素。它们通常由父母遗传给下一代，因此，女性亲属中有一位患了乳腺癌或卵巢癌，则可能表明这个家族存在BRCA基因突变。所以，遗传性基因检测可帮助个体了解BRCA基因突变情况，提供相关的治疗方案。

基因工程

基因工程是指将不同物种的DNA序列相互组合，使新的基因组拥有尚不存在于自然界的新特征。基因工程在生命科学领域中有广泛的应用，包括生物燃料开发、草地改良和基因治疗等。例如，一些细菌可以将碳转化为生物质，这些细菌被称为生物质产生者。通过使用基因工程技术改变生物质产生者的基因组，可以提高生物质产生量和质量，从而更好地应用于生物燃料生产。除此之外，基因工程还可以用于生产特殊的药物。例如，通过将人的免疫系统的基因从细胞收集出来，然后通过基因工程，使其处于过于活跃的状态，进而杀死癌细胞，这就是所谓的CAR-T细胞疗法。，基因知识是生命科学研究中至关重要的一环。基因编辑、基因检测和基因工程等技术正越来越广泛地应用于生物学研究、医学诊断、药物研发和农业生产等领域，未来也将继续成为人类探索科学奥秘的重要工具。