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出版者:World Scientific Publishing

作者:Istvan Hargittai

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:2007-07-11

价格:USD 44.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789812707970

丛书系列:

图书标签:

DNA
基因
健康
医学
营养
饮食
延缓衰老
个性化医疗
生物科技
生活方式

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具体描述

Three in-depth conversations with the Nobel laureate co-discoverer of the double helix and the first director of the Human Genome Project cover a wide range of topics, including progress in science; the scientist's role in modern life; women in science; scientific ethics; terrorism; religion; multiculturalism; and how genetics may improve human lives. Reflections by further illustrious contributors to the scientific revolution and the author's commentaries provide a glimpse into the thinking of scientists who largely determine the progress of humankind in our time.

《基因的秘密：重塑生命的蓝图》前言我们的身体，由数以亿计的细胞构成，而每一个细胞的核心，都蕴藏着一份精密的指令集——DNA。这份蓝图，决定了我们的外貌，影响着我们的健康，甚至悄无声息地塑造着我们的情感和行为。曾经，DNA被视为生命奥秘中最为神秘的部分，其复杂的结构和编码方式令科学家们望而却步。然而，随着科技的飞速发展，我们对DNA的理解正以前所未有的速度深入。曾经被视为不可更改的命运，如今正因我们对基因的洞察而变得充满可能性。《基因的秘密：重塑生命的蓝图》一书，正是探索这一领域最前沿成果的指南，它将带领读者走进一个全新的生命科学世界，揭示基因在疾病、衰老、以及人类进化中所扮演的关键角色，并展望我们如何利用这份生命的蓝图，重塑健康，甚至改写生命的轨迹。第一章：生命的编码——DNA的精巧结构与功能在生命的宏伟画卷中，DNA无疑是那位最精密的绘制师。这一看似简单的双螺旋结构，却蕴藏着宇宙间最复杂的生命密码。本章将从DNA的分子结构入手，深入浅出地解析脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid）的构成要素——核苷酸，以及它们如何通过磷酸二酯键连接成糖磷酸骨架。我们将重点剖析碱基配对的规则：腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）的配对，以及胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）的配对，正是这种看似简单的配对，构成了DNA信息存储的基础。我们会进一步探讨DNA的复制过程，这一精巧而准确的机制，确保了生命的代代相传。从DNA解旋酶、DNA聚合酶到DNA连接酶，每一个参与其中的酶都扮演着至关重要的角色，保证了遗传信息的无误传递。这一过程的微小失误，都可能引发一系列意想不到的后果，从而引出下一代基因突变的话题。同时，本章还将阐述DNA是如何编码蛋白质的。我们知道，蛋白质是生命活动的主力军，它们构成了细胞的结构，催化着生化反应，传递着信号，甚至构成了我们的免疫系统。DNA序列中的三联体密码子（codons），如何通过转录和翻译的过程，转化为氨基酸序列，进而折叠形成具有特定功能的蛋白质，这一过程将以生动形象的方式呈现在读者面前。我们将揭示，从DNA到蛋白质的这一“中心法则”，是生命活动得以维系的根本。第二章：基因的变奏——突变、疾病与遗传生命并非一成不变，基因的微小变动，即基因突变，是生命多样性之源，也可能是疾病之根。本章将深入探讨基因突变的种类、成因及其对生命的影响。我们将区分点突变、插入突变、缺失突变等不同类型的突变，并解释它们如何影响蛋白质的编码，从而导致功能的改变甚至丧失。我们将聚焦于基因突变与遗传性疾病的关系。从单基因遗传病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血症，到多基因遗传病，如心脏病、糖尿病、癌症，我们将详细阐述不同疾病的遗传机制。我们会讲解孟德尔遗传定律在疾病传播中的应用，并通过具体的家族谱系分析，帮助读者理解隐性遗传、显性遗传以及伴性遗传等概念。此外，本章还将探讨环境因素对基因突变的影响，例如紫外线辐射、化学物质暴露等。我们将介绍基因突变如何成为癌症发生的起点，以及肿瘤抑制基因和原癌基因在肿瘤发生发展过程中的作用。理解基因的变奏，是认识生命脆弱性与韧性的关键一步。第三章：生命的开关——基因表达的调控奥秘拥有了生命的蓝图，如何确保在正确的时机、正确的细胞中，表达出正确的蛋白质？这正是基因表达调控的精妙之处。本章将揭示，基因并非一成不变地“开”或“关”，而是处于一个高度动态和精细的调控网络之中。我们将从转录因子入手，介绍这些蛋白质如何识别DNA上的特定序列，并结合或抑制RNA聚合酶的活性，从而控制基因的转录。我们会探讨启动子、增强子、沉默子等DNA调控元件的作用，它们如同信号灯和开关，精确地指导着基因的开启与关闭。表观遗传学，这一革命性的领域，将是本章的重点。我们将解释，在不改变DNA序列本身的情况下，基因表达如何受到化学修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰）的影响。这些修饰就像为DNA加上的“标签”，能够沉默或激活基因，并可以代代相传。我们将探讨表观遗传学的多重作用，例如在细胞分化、发育过程中，以及在某些疾病（如癌症）中的异常表现。此外，我们还会触及microRNA（miRNA）等非编码RNA在基因表达调控中的角色，它们如同精密的“刹车片”，能够抑制mRNA的翻译，从而调控蛋白质的合成。通过对基因表达调控的深入理解，我们将认识到生命是如何通过一套复杂的“指令系统”，将简单的DNA信息转化为纷繁复杂的生命现象。第四章：未来的基因组——基因编辑与精准医疗的黎明随着我们对基因组的理解日益深入，利用基因编辑技术改造生命的潜力也日益显现。《基因的秘密：重塑生命的蓝图》的第四章，将把读者带入基因编辑和精准医疗的最前沿。我们将重点介绍CRISPR-Cas9系统，这一颠覆性的基因编辑工具，它以其高效、精确和相对简便的操作，彻底改变了基因研究和治疗的可能性。我们将详细解释CRISPR-Cas9的工作原理，包括导向RNA（gRNA）如何引导Cas9核酸酶切割DNA，以及如何实现基因的敲除、插入或替换。我们将探讨基因编辑在治疗遗传性疾病方面的巨大潜力。从纠正导致疾病的基因突变，到开发新的基因疗法，例如通过基因编辑技术增强免疫细胞对抗癌症的能力，我们将列举一系列令人振奋的研究案例和临床试验。同时，本章也将理性地讨论基因编辑所带来的伦理和社会挑战。基因的改变是否会影响生殖细胞，从而传递给下一代？我们是否有权“扮演上帝”，干预生命的遗传信息？我们将深入探讨这些复杂的问题，并呼吁在科技发展的同时，保持审慎和责任感。此外，我们还会展望精准医疗的未来。基于个体基因组信息的诊断和治疗，将如何取代“一刀切”的传统医疗模式？我们将讨论基因测序在疾病风险评估、药物选择、以及个性化治疗方案制定中的重要作用。精准医疗，正引领我们走向一个更加高效、安全和个性化的健康未来。第五章：生命的进化密码——基因的演化轨迹与人类起源生命并非静止不动，基因的演化是生命最宏大的叙事。本章将带领读者追溯生命的进化轨迹，探索基因在其中扮演的角色，并深入了解人类自身的起源。我们将介绍进化理论的核心概念，如自然选择、基因漂变、基因流等，并解释它们如何作用于基因群体，驱动物种的演化。我们将探讨基因同源性，即不同物种之间共享的基因，如何成为我们理解生命共同祖先的有力证据。通过比较不同物种的基因组，我们可以重建生命之树，揭示不同物种之间的亲缘关系。我们将深入研究人类基因组的演化历程。从智人走出非洲，到与其他古人类（如尼安德特人）的基因交流，我们将通过古DNA分析，揭示人类基因组中蕴含的丰富历史信息。我们将探讨一些关键基因的演化，例如与大脑发育、语言能力、以及对特定环境适应相关的基因。此外，本章还将审视基因在适应环境变化中的作用。从对高原缺氧的适应，到对特定病原体的抵抗力，基因的演化为生命提供了应对挑战的工具。我们将思考，在当前快速变化的环境下，人类基因组的未来走向，以及我们如何理解和利用这份演化的遗产。结语《基因的秘密：重塑生命的蓝图》不仅仅是一本科普读物，更是一扇通往生命本质的窗口。它将我们从宏观的生命现象，引向微观的基因层面，揭示了生命从细胞到物种，从个体到群体的复杂运作机制。我们已经看到了基因如何编码生命，如何因变异而引发疾病，如何被精巧地调控，又如何被我们掌握以重塑未来。从对基因奥秘的探索，到对精准医疗的展望，再到对生命演化深邃的洞察，本书旨在激发读者对生命科学的好奇心，培养科学思维，并认识到我们与基因之间深刻而复杂的关系。基因，是我们生命的基石，是进化的密码，也是我们掌控健康的钥匙。理解基因，就是理解生命本身，并拥有塑造更美好未来的力量。愿本书能为每一位读者开启一段激动人心的基因探索之旅。

作者简介

伊什特万·豪尔吉陶伊(Istvan Hargitai)，布达佩斯技术与经济大学化学教授、匈牙利科学院在厄特沃什大学的研究教授、匈牙利科学院的院士、挪威科学与文学院的外籍院士以及欧洲学术院的院士。他在厄特沃什大学获得博士学位，在匈牙利科学院获得科学博士学位，还获得莫斯科大学的荣誉博士学位以及北卡罗莱纳大学的理学荣脊博士学位。他在结构化学领域和与对称性有关的课题方面论述广泛，发表了许多著作。他的书包括《公正的科学》系列作品，收集了他对许多著名科学家的访谈。2001年12月，豪尔吉陶伊教授应邀就本书的主题，在斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院发表了演讲。