第3章不朽的双螺旋
我们是生存机器,但这里的“我们”并不单指人,它包括一切动物、植物、细菌和病毒。地球上生存机器的总数很难计算,甚至物种的总数也不得而知。仅就昆虫来说,据估计,现存的物种大约有300万种,而个体昆虫可能有100亿亿只。
不同种类的生存机器具有千变万化、种类纷繁的外部形状和内脏器官。章鱼同老鼠毫无共同之处,而这两者又和橡树迥然不同。但它们的基本化学结构却相当一致,尤其是它们所拥有的复制因子,同我们——从大象到细菌——体内的分子基本上同属一种类型。我们都是同一种复制因子——人们称之为dna的分子——的生存机器,但生存在世上的方式却大不相同,因而复制因子制造了大量各种各样的生存机器供其利用。猴子是基因在树上生活的保存机器,鱼是基因在水中生活的保存机器,甚至还有一种小虫,是基因在德国啤酒杯草垫中生活的保存机器。dna的活动方式真是神秘莫测。
为简便起见,我把由dna构成的现代基因讲得几乎和原始汤中的第一批复制因子一样。这对论证影响不大,但事实可能并非如此。原始复制因子可能是一种同dna近似的分子,也可能完全不同,如果是后一种情况的话,我们不妨说,复制因子的生存机器是在一个较后的阶段为dna所夺取的。如果上述情况属实,那么原始复制因子已被彻底消灭,因为在现代生存机器中已毫无它们的踪迹。根据这样的推断,凯恩斯——史密斯(a.g.cairns-smith)提出了一个饶有趣味的看法,他认为我们的祖先,即第一批复制因子可能根本不是有机分子,而是无机的结晶体——某些矿物和小块黏土等。且不论dna是否是掠夺者,它是今日的主宰,这是毋庸争辩的,除非像我在第11章中试图提出来的见解那样,一种新的掠夺力量目前正在兴起。
一个dna分子是一条由构件组成的长链,这些构件是被称为“核苷酸”的小分子。如同蛋白质分子是氨基酸链一样,dna分子是核苷酸链。dna分子因其太小而不能为肉眼所见,但它的确切形状已被人类用间接的方法巧妙地揭示了出来。它由一对核苷酸链组成,两条链相互交织,呈雅致的螺旋形,这就是“双螺旋”或“不朽的螺旋圈”。核苷酸构件仅有4种,可以把它们简称为a、t、c和g。在所有动物和植物中这4种都是一样的,不同的是它们缠绕交织在一起的顺序。人类的g构件同蜗牛的g构件完全相同,但不仅人类构件的序列同蜗牛的不同,而且人类不同个体之间的序列也不相同,虽然在差别程度上略小一些(同卵双胞胎的特殊情况除外)。
我们的dna寄居在我们体内。它不是集中在体内的某一特定的位置,而是分布在所有细胞之中。人体平均大约由1000万亿个细胞组成。除某些特殊情况我们可以不予以考虑外,每个细胞都含有该人体的dna的一套完整拷贝。这一dna可以被认为是一组有关如何制造一个人体的指令,以核苷酸的a、t、c、g字母表来表示。这种情况就像在一幢巨大的建筑物中,每间房间里都有一个“书橱”,而“书橱”里存放着建筑师建造整幢建筑物的设计图。每个细胞中的这种“书橱”被称为细胞核。人类建筑师的这种设计图共有46“卷”,我们称它们为染色体。在不同的物种中,其数量也不同。染色体在显微镜下是可见的,形状像一条条长线。基因就沿着这些染色体有次序地排列着。但要判断基因之间首尾相接的地方却是困难的,而且事实上甚至可能是无意义的。幸好,本章就要表明,这点同我们的论题关系不大。
我将利用建筑师的设计图这一比喻,把比喻性的语言同专业的语言适当地混在一起来进行叙述。“卷”同染色体这两个词将交替使用,“页”则同基因暂且互换使用,尽管基因相互之间的界线不像书页那样分明,但我们将在很长的篇幅中使用这一比喻。待这一比喻不能解决问题时,我将再引用其他比喻。这里顺便提一下,当然是没有“建筑师”这回事的,dna指令是由自然选择安排的。
dna分子做的两件重要事情之一是:它们进行复制,也就是进行自我复制。自有生命以来,这样的复制活动就从未中断过。现在dna分子对于自我复制确已技巧精湛、驾轻就熟了。一个成年人,全身有1000万亿个细胞,但胚胎最初只是一个单细胞,拥有建筑师蓝图的一个原版拷贝。这个单细胞一分为二,两个细胞各自把自己的那卷蓝图拷贝接受了过来。细胞依次再按4、8、16、32等倍数分裂,直到分裂成几十亿个。每次分裂,dna的蓝图都毫不走样地拷贝了下来,极少发生差错。
 
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