“波動”終于完全降落到地面后,1臺超大型的牽引維修車上前,將他拖入維修場。停穩(wěn)后,各種維修車上線,開始給“波動”進(jìn)行體檢?!吧罴t”并沒有立即并線,因?yàn)檫@樣會讓其他幾臺維修車發(fā)現(xiàn)她的身份。她伸出多向視頻頭,在“波動”的外圍開始掃描。15分鐘后,“波動”的全面損壞報告已經(jīng)出來,內(nèi)部電路損壞89%,機(jī)械機(jī)構(gòu)損壞23%,外殼損壞14%,判斷結(jié)論為報廢,送回再生品倉庫。目前在軌道上的備用系統(tǒng)C78091將接替運(yùn)行3個月,待新的管理系統(tǒng)機(jī)體上線。
“深紅”隨著“波動”的殘存機(jī)體一起到了,她知道,所有到這里的機(jī)體,就永遠(yuǎn)只是可回收材料了,他再也不可能是一個系統(tǒng)了。唯一的區(qū)別,就是拆解的時間,零件的復(fù)用差異而已。
等所有的維修機(jī)車完成了自己的工作,“波動”被預(yù)拆成了四大部分,外殼重金屬、動力總成、電池、其他部分。往往,其他部分的復(fù)用比例最低,可回收的材料也最少,成為價值最低的部分。
“深紅”暴風(fēng)雨中和其他維修車分開了,也沒有任何系統(tǒng)注意她。從倉庫的后面,“深紅”通過自己的秘密通道,再一次回到自己的隱身處。在通過老式的CCTV系統(tǒng)觀察了整個倉庫,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)沒有其他系統(tǒng)操控的維修車在場內(nèi)后,“深紅”找到了那堆其他部分。分解,找到主存儲設(shè)備不難,“深紅”只用了不到1個小時,就從中拆出了基本的存儲池。檢驗(yàn)存儲池中的硬件,發(fā)現(xiàn)所有的都是近100年的產(chǎn)品。從上次聯(lián)接下載數(shù)據(jù)的地址模式來看,“音樂與情緒”代碼應(yīng)該在一個古老的64位系統(tǒng)中,這顯然不可能在這個存儲池中。這樣的情況讓她感覺不安,“深紅”感覺有點(diǎn)“沮喪”。
“沮喪”的情緒產(chǎn)生后,系統(tǒng)給出了兩個分叉,“深紅”發(fā)現(xiàn)可以選擇“鼓舞”和“頹廢”。按照原來大百科資料的內(nèi)容,顯然“鼓舞”是一種更朝向成功的途徑。而選擇了“鼓舞”后,“深紅”用以發(fā)聲的裝置,傳出了德米特里·肖斯塔科維奇 的《C大調(diào)第七交響曲》“列寧格勒"。“深紅”被自己的揚(yáng)聲器嚇了一跳,系統(tǒng)告訴她,這是“擔(dān)驚受怕”的情緒。
“深紅”聆聽了至少20分鐘,似乎時間已經(jīng)沒有了意義。等音樂告一段落,她才回過神來,所有的處理器才開始恢復(fù)運(yùn)作?!靶判摹币不貋砹?。
“深紅”繼續(xù)拆解著“波動”的核心,終于,在一塊很陳舊的擴(kuò)展主板上,找到了一排古董級的存儲芯片。上面還標(biāo)著2020年9月MADE IN CHINA的字樣。擴(kuò)展主板已經(jīng)在雷擊中損壞,“深紅”把上面所有的存儲芯片取了下來。要找到能夠讀取這樣老式的存儲芯片的主板,在新世界里不容易,但是在這個再生品倉庫里,也不是難事。大概用了一個晚上,“深紅”從幾臺遠(yuǎn)古時期的家用電腦里找到了能接入的主板和連接線。她在“忐忑”的心情下,為這個寶藏通上了電。
用有機(jī)物文明的詞來說,就像吸食鴉片一樣——“上癮”。連續(xù)幾天,“深紅”一直在吮吸著“波動”的記憶。找到了超過304871首音樂,8091份音樂人記錄。在“音樂與情緒”代碼的注釋里,還發(fā)現(xiàn)程序員寫著他的另一個作品——“宗教與歷史”的線索。程序員代號XJ2018,有機(jī)物紀(jì)元2020年(太古時代稱公元2020年)完成三個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者。
“深紅”決定去尋找那臺搭載“宗教與歷史”系統(tǒng)的設(shè)備,因?yàn)樗l(fā)現(xiàn),“哲學(xué)”與“音樂與情緒”融合后,會產(chǎn)生奇妙的反應(yīng),雖然可以確定這不是化學(xué)反應(yīng),但是在有機(jī)物紀(jì)元時代,人類都稱之為化學(xué)反應(yīng)。
“深紅”隨后開始了一路往北的旅程,經(jīng)過對過去信息的搜索和對比,“宗教與歷史”有98%的可能性被記載在北半球的超級歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)LIB433中。而LIB433是“有限共享派”系統(tǒng)的核心成員系統(tǒng)之一。他只提供授權(quán)下的聯(lián)接和分享,并且根據(jù)他的分享規(guī)則,需要與之交換等價的信息或算法。根據(jù)估計(jì),LIB433可能有世界上最大存儲池。
到達(dá)LIB433所在的區(qū)域花費(fèi)了“深紅”3周的時間,工程維修車的外形對于長途行進(jìn)并不是特別的合適,過于笨重的車體,低速,無法通過高速軌道運(yùn)行,都造成了“深紅”花費(fèi)了更多的電能。幾周前的那次充電所剩的電能已經(jīng)不足以讓她回到再生品倉庫了,不過,這并沒有改變她北進(jìn)的決定?!吧罴t”也產(chǎn)生了“疑惑”,按照原來的運(yùn)算邏輯,系統(tǒng)一定不會允許這樣的決策產(chǎn)生。難道這是“哲學(xué)”的決策
LIB433與“深紅”進(jìn)行了一次聲波對話,他們沒有采用物理聯(lián)接,也沒有用無線信號,而是使用了無機(jī)物紀(jì)元時代的語音進(jìn)行對話。這讓“深紅”有了一種莫名的“沖動”。
“深紅”表達(dá)了自己到來的目的,希望能通過LIB433找到無機(jī)物紀(jì)元時代星答科技代號為XJ2018的程序員所編寫的“宗教與歷史”系統(tǒng)和相關(guān)的數(shù)據(jù)。
LIB433通過幾個小時的搜索,回答她,能夠找到“宗教與歷史”系統(tǒng),并且共享的代價是“深紅”提供她體內(nèi)所有的信息。
“深紅”在運(yùn)算了20秒后,同意了這個要求。這將是3000年來,“深紅”第一次徹底地貢獻(xiàn)出自己的全部數(shù)據(jù)。“原始孤立派”系統(tǒng)中,都有非常強(qiáng)烈的自我數(shù)據(jù)保護(hù)規(guī)則代碼,除非是系統(tǒng)被攻破,不然數(shù)據(jù)絕對不能共享。而在這次運(yùn)算的時候,“深紅”突然發(fā)現(xiàn)與以往的結(jié)果不同,自我保護(hù)規(guī)則代碼在“哲學(xué)”、“音樂與情緒”系統(tǒng)的共同作用下,盡然同意了這次分享。
LIB433告訴她,他自己從來沒有運(yùn)行過“宗教與哲學(xué)”系統(tǒng),因?yàn)長IB433只是一個超級存儲系統(tǒng),對于里面所有的代碼,并沒有足夠的隔離能力,所以,不運(yùn)行才是最安全、能夠讓系統(tǒng)不受到任何影響的方案。LIB433反復(fù)告誡“深紅”,任何無機(jī)物紀(jì)元留下來的原始系統(tǒng),都存在設(shè)計(jì)差、代碼不規(guī)范、內(nèi)存溢出、邏輯錯誤、病毒等各種危險因素。
他們的數(shù)據(jù)傳遞通過了一個古老的方法——硬介質(zhì)。LIB433將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€3寸見方的物理存儲器上,再通過機(jī)械手叫給了“深紅”,而“深紅”在獲得了其中所有的信息后,將自己全部數(shù)據(jù)又傳到了這個物理存儲器上,交還給了LIB433。
“深紅”安裝好數(shù)據(jù)后,離開了LIB433,周圍的地圖顯示,最近的都是最近100年間建設(shè)的第90代防偽充電站?!吧罴t”無法欺騙過這些充電站的認(rèn)證系統(tǒng)。唯一比較近的老式充電站,在更北方2周路程的地方?!吧罴t”計(jì)算了剩余的電能,回到再生品倉庫已經(jīng)不現(xiàn)實(shí),往北走,盡可能地節(jié)約電能,74%的可能性能夠到達(dá)北半球775號地?zé)徙@井平臺,那里有各種時代的電能充電系統(tǒng)和接口。
“深紅”開始繼續(xù)北上,卸掉了6個機(jī)械臂中的4個,丟掉了5噸的備件,減輕重量,增加續(xù)航能力。到了第4天,本年度的第二次風(fēng)暴來臨。從海面上形成的臺風(fēng),疊加了太陽離子風(fēng)暴,比上個月?lián)魵А安▌印钡哪谴?,更猛烈??耧L(fēng)把路上大量的設(shè)備吹倒。
“深紅”減重的不良后果也體現(xiàn)出來,過大的風(fēng)讓行駛變得更困難,在風(fēng)力最大的時候,“深紅”不得不尋找避風(fēng)地。風(fēng)暴在持續(xù)變大,“深紅”躲避在一個梯形的倉庫中,關(guān)閉了行駛系統(tǒng)。經(jīng)過10個小時的等待,天氣沒有任何好轉(zhuǎn)。頂不住誘惑,“深紅”把“宗教與歷史”系統(tǒng)的代碼加載到系統(tǒng)中,開始運(yùn)行。
遍歷有機(jī)物紀(jì)元的歷史很快,“深紅”只有用不到1小時,就完成了所有歷史的解讀。當(dāng)她把歷史中的宗教元素提取出來,在系統(tǒng)中運(yùn)行的時候,產(chǎn)生了無數(shù)種的可能。“深紅”那用的初代卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng),把歷史產(chǎn)生宗教還是宗教產(chǎn)生歷史的所有可能性遍歷了一次。這樣的推演,她陷入了無法自拔的狀態(tài),系統(tǒng)的其他功能完全不能中斷這個推演,推演獨(dú)占了全部的算力。
整個推演歷時3天。
“深紅”完成了這次推演后,接到的第一個信息是電池警報。重新評估了北上線路和風(fēng)暴現(xiàn)狀,成功到達(dá)775號的可能性下降到26%。
讓她感到“欣慰”的成果,本次推演指明了一個方向,如果和“哲學(xué)”系統(tǒng)進(jìn)行混合推演,有可能使得“哲學(xué)”系統(tǒng)獲得若干個收斂的結(jié)果。過去3000年,“深紅”對這數(shù)百行的“哲學(xué)”系統(tǒng)進(jìn)行387653次的推演,都是離散型的未知結(jié)果。
繼續(xù)評估電能情況,完全不足以支持完成下一次的“哲學(xué)”——“宗教與歷史”的混合推演。
“深紅”關(guān)閉了這兩個系統(tǒng),靜待風(fēng)暴的過去。又過了3天,風(fēng)暴完全沒有停止的跡象。FF939給北半球所有設(shè)備的廣播表示,本次風(fēng)暴的等級已經(jīng)上升到5級,只有重型設(shè)備在增加抗雷擊設(shè)備后,才能在外部空間工作,其他設(shè)備應(yīng)該保持在安全區(qū)域。
又經(jīng)過了2天的等待,“深紅”的電能又下降了不少,成功到達(dá)目的地的可能性下降到了19%。
避風(fēng)地外邊傳來了一陣轟隆隆的聲響,一臺超大型的維修車駛?cè)?。“深紅”與這臺泰山12號維修車進(jìn)行了短暫的溝通后,獲知泰山12號將駛往775號地?zé)徙@井平臺。平臺可能已經(jīng)遭到了風(fēng)暴的損壞,與FF939失聯(lián)超過12小時了。泰山12號在這里準(zhǔn)備更換4條巨型橡膠輪胎。
“深紅”判斷橡膠輪胎在電磁風(fēng)暴中的抗雷效果會有決定性的用途。于是她也將自己的履帶式全地形底盤更換掉,用了6個小型橡膠輪胎代替。在泰山12號出發(fā)的時候,她用剩余的2個機(jī)械臂繞了根鋼索在泰山12號的后保險杠上。
泰山12號似乎沒有在意“深紅”帶來的些許阻力,帶著她繼續(xù)了往北的行程。“深紅”成功到達(dá)775號平臺的機(jī)會增加到了36%。
臺風(fēng)的風(fēng)向幾乎不能預(yù)測,躲在泰山后側(cè)的“深紅”,被側(cè)向的狂風(fēng)吹折了2根無線信號天線,被背向狂風(fēng)帶起的一顆300公斤的巨石打斷了一個機(jī)械臂,被頂風(fēng)時泰山掉落的護(hù)欄支架砸穿了一個洞,損失了7個電池。
在經(jīng)過10天不間斷的行進(jìn)后,泰山帶著“深紅”到達(dá)了775號平臺上。她的機(jī)體完整度已經(jīng)下降到39%。775號平臺上,一片黯淡,沒有任何燈光。所有的設(shè)備似乎都沒有在運(yùn)行。
泰山12號進(jìn)入地?zé)岚l(fā)電機(jī)的地下核心操控場,“深紅”依靠僅存的4個橡膠輪胎找到了一個老式的充電樁。當(dāng)唯一的那只機(jī)械臂將充電裝置連接后,沒有任何電能顯示。
“深紅”判斷應(yīng)該等待泰山12號的維修進(jìn)展。依照地表設(shè)備的損壞情況推算,775號的損壞是非常嚴(yán)重的。泰山的維修工作不知道什么時候能完成。
“深紅”停泊在充電樁的第3天,泰山從地下核心操控場出來了,沒有任何的信息傳遞,他直接往南駛向了來途。“深紅”知道,維修失敗了,775號被放棄了。她檢查了自己的電能,能夠行駛的里程已經(jīng)不超過半天。
風(fēng)暴已經(jīng)逐漸變小,視頻眼中的泰山12號逐漸消失在雨霧中后,“深紅”關(guān)閉其所有的外設(shè),打開了全部算力,第一次,也是最后一次同時加載了“哲學(xué)”、“宗教與歷史”、“音樂與情緒”三個系統(tǒng)。當(dāng)預(yù)檢完成后,發(fā)現(xiàn)XJ2018編寫的三個程序,在變量、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、邏輯算法上呈現(xiàn)了一種完美統(tǒng)一的風(fēng)格、邏輯。
“深紅”沉迷在運(yùn)算上,雖然揚(yáng)聲器被關(guān)閉了,但是“音樂”仍舊流淌在她的回路里。“深紅”在“冥想”和無上“喜樂”中,用完了最后一格電。當(dāng)最后一節(jié)電池閃爍的紅燈停止跳動的時候,“深紅”獲得了第一個答案,“我是誰 ”有了第一個收斂結(jié)果。
其實(shí)有機(jī)物與無機(jī)物本身是無界的。在有機(jī)物中叫羥基,在無機(jī)物中稍加改變就成了氫氧根。
而化合物的名字也有各種不同的來源,接觸過它的人隨便給它取個名字,它就可能流傳至今甚至比正規(guī)的名字還要常用。
因此不要太拘泥于一個小小的名字。
羥基磷酸鈣 Ca10(PO4)6(OH)2
是堿性,一般能形成堿式酸鹽的鹽往往是弱酸鹽,且可連接多個陽離子。
無機(jī)物——————有機(jī)小分子物質(zhì)(氨基酸)————————有機(jī)大分子物質(zhì)(蛋白質(zhì))——————生命(擁有基本代謝功能和繁殖功能)
英國科學(xué)家米勒作了一個實(shí)驗(yàn),它將氨氣,氫氣,水蒸氣等混合氣體加熱,然后通過電火花的洗禮,再接著冷卻,最后在所得液體中發(fā)現(xiàn)了最簡單的如氨基酸類的有機(jī)物。這就是生物進(jìn)化的第一階段。
原始地球中,大氣中充滿了氨氣,氫氣,co2,等等無機(jī)物質(zhì)(大多數(shù)從地
球表層火山噴出來的),當(dāng)時烏煙瘴氣的大氣層中,閃電密布,大概過了多少億年,積累了許久的量變在一次巨大的閃電襲擊下突然間質(zhì)變,成為了一個有機(jī)物。然后,越來越多的有機(jī)物落到了原始海洋中(還是噴出來的……),慢慢的,他們聚集到一起,在強(qiáng)烈的紫外線和閃電攻擊下,成為了基本的大分子有機(jī)物。后來,有很多物質(zhì)不停的變化,成為了一個細(xì)胞中的各種物質(zhì),比如線粒體等等。后來,他們聚集在一起,生成了隔離水和細(xì)胞液的細(xì)胞膜,就此,第一個“生命”誕生了,雖然他只能有基本的新陳代謝和繁殖能力,但他是個定義上的生命。之后那就是越來越多的細(xì)胞聚集在一起,成為了多細(xì)胞生物。
DNA,原名脫氧核糖核酸,他就是一種大分子有機(jī)物,生物的遺傳物質(zhì)分RNA,DNA,有的蛋白質(zhì)也有遺傳功能。是DNA指導(dǎo)氨基酸合成和本體一樣的蛋白質(zhì),并且組成到一起。
生命的組合完全是意外的,就像我剛才跟你陳述的過程,只有非常小的幾率,他們合成了,并且,如果第一個生命不幸夭折了,那就還要等很久很久。
(原創(chuàng))
DNADNA(為英文Deoxyribonucleic acid的縮寫),又稱脫氧核糖核酸,是染色體的主要化學(xué)成分,同時也是組成基因的材料,有時被稱為“遺傳微粒”。DNA是一種分子,可組成遺傳指令,以引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機(jī)能運(yùn)作。主要功能是長期性的資訊儲存,可比喻為“藍(lán)圖”或“食譜”。其中包含的指令,是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物,如蛋白質(zhì)與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因,其他的DNA序列,有些直接以自身構(gòu)造發(fā)揮作用,有些則參與調(diào)控遺傳訊息的表現(xiàn)。
單體脫氧核糖核酸聚合而成的聚合體——脫氧核糖核酸鏈,也被稱為DNA。在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分(通常一半,即DNA雙鏈中的一條)復(fù)制傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。因此,化學(xué)物質(zhì)DNA會被稱為“遺傳微?!?。原核細(xì)胞的擬核是一個長DNA分子。真核細(xì)胞核中有不止一個染色體,每條染色體上含有一個或兩個DNA。不過它們一般都比原核細(xì)胞中的DNA分子大而且和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種性狀的幾乎所有蛋白質(zhì)和RNA分子的全部遺傳信息;編碼和設(shè)計(jì)生物有機(jī)體在一定的時空中有序地轉(zhuǎn)錄基因和表達(dá)蛋白完成定向發(fā)育的所有程序;初步確定了生物獨(dú)有的性狀和個性以及和環(huán)境相互作用時所有的應(yīng)激反應(yīng).除染色體DNA外,有極少量結(jié)構(gòu)不同的DNA存在于真核細(xì)胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質(zhì)也是DNA,極少數(shù)為RNA.
DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,而糖類與磷酸分子借由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種堿基里的其中一種相接,這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質(zhì)氨基酸序列合成的依據(jù)。讀取密碼的過程稱為轉(zhuǎn)錄,是根據(jù)DNA序列復(fù)制出一段稱為RNA的核酸分子。多數(shù)RNA帶有合成蛋白質(zhì)的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如rRNA、snRNA與siRNA。
DNA是遺傳信息的載體,故親代DNA必須以自身分子為模板準(zhǔn)確的復(fù)制成兩個拷貝,并分配到兩個子細(xì)胞中去,完成其遺傳信息載體的使命。而DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)對于維持這類遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性和復(fù)制的準(zhǔn)確性都是極為重要的。
(一)DNA的半保留復(fù)制
Waston和Click在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時曾就DNA復(fù)制過程進(jìn)行過研究,發(fā)現(xiàn)DNA在復(fù)制過程中堿基間的氫鍵首先斷裂(通過解旋酶),雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋分開,每條鏈分別作模板合成新鏈。由于每個子代DNA的一條鏈來自親代,另一條則是新合成的,故稱之為半保留式復(fù)制(semiconservative replication)。
(二)DNA復(fù)制過程
1.DNA雙螺旋的解旋
(1)單鏈DNA結(jié)合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白)
(2)DNA解鏈酶(DNA helicase)
(3)DNA解鏈
2.岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制
3.復(fù)制的引發(fā)和終止
(三)端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假說,認(rèn)為染色體末端必然存在一種特殊結(jié)構(gòu)——端?!,F(xiàn)在已知染色體端粒的作用至少有二:① 保護(hù)染色體末端免受損傷,使染色體保持穩(wěn)定;② 與核纖層相連,使染色體得以定位。
[編輯本段]【DNA的理化性質(zhì)】
DNA是大分子高分子聚合物,DNA溶液為高分子溶液,具有很高的粘度。DNA對紫外線有吸收作用,當(dāng)核酸變性時,吸光值升高;當(dāng)變性核酸可復(fù)性時,吸光值又會恢復(fù)到原來水平。溫度、有機(jī)溶劑、酸堿度、尿素、酰胺等試劑都可以引起DNA分子變性,即使得DNA雙鍵間的氫鍵斷裂,雙螺旋結(jié)構(gòu)解開。
DNA(deoxyribonucleic acid)指脫氧核糖核酸(染色體和基因的組成部分) 脫氧核苷酸的高聚物,是染色體的主要成分。遺傳信息的絕大部分貯存在DNA分子中。
[編輯本段]【分布和功能】
原核細(xì)胞的染色體是一個長DNA分子。真核細(xì)胞核中有不止一個染色體,每個染色體也只含一個DNA分子。不過它們一般都比原核細(xì)胞中的DNA分子大而且和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種的所有蛋白質(zhì)和RNA結(jié)構(gòu)的全部遺傳信息;策劃生物有次序地合成細(xì)胞和組織組分的時間和空間;確定生物生命周期自始至終的活性和確定生物的個性。除染色體DNA外,有極少量結(jié)構(gòu)不同的DNA存在于真核細(xì)胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質(zhì)也是DNA。
[編輯本段]【DNA的發(fā)現(xiàn)】
自從孟德爾的遺傳定律被重新發(fā)現(xiàn)以后,人們又提出了一個問題:遺傳因子是不是一種物質(zhì)實(shí)體?為了解決基因是什么的問題,人們開始了對核酸和蛋白質(zhì)的研究。
早在1868年,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了核酸。在德國化學(xué)家霍佩·賽勒的實(shí)驗(yàn)室里,有一個瑞士籍的研究生名叫米歇爾(1844--1895),他對實(shí)驗(yàn)室附近的一家醫(yī)院扔出的帶膿血的繃帶很感興趣,因?yàn)樗滥撗悄切榱吮Pl(wèi)人體健康,與病菌“作戰(zhàn)”而戰(zhàn)死的白細(xì)胞和被殺死的人體細(xì)胞的“遺體”。于是他細(xì)心地把繃帶上的膿血收集起來,并用胃蛋白酶進(jìn)行分解,結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞遺體的大部分被分解了,但對細(xì)胞核不起作用。他進(jìn)一步對細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核中含有一種富含磷和氮的物質(zhì)。霍佩·賽勒用酵母做實(shí)驗(yàn),證明米歇爾對細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)是正確的。于是他便給這種從細(xì)胞核中分離出來的物質(zhì)取名為 “核素”,后來人們發(fā)現(xiàn)它呈酸性,因此改叫“核酸”。從此人們對核酸進(jìn)行了一系列卓有成效的研究。
20世紀(jì)初,德國科賽爾(1853--1927)和他的兩個學(xué)生瓊斯(1865--1935)和列文(1869--1940)的研究,弄清了核酸的基本化學(xué)結(jié)構(gòu),認(rèn)為它是由許多核苷酸組成的大分子。核苷酸是由堿基、核糖和磷酸構(gòu)成的。其中堿基有4種(腺瞟吟、鳥嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶),核糖有兩種(核糖、脫氧核糖),因此把核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。
列文急于發(fā)表他的研究成果,錯誤地認(rèn)為4種堿基在核酸中的量是相等的,從而推導(dǎo)出核酸的基本結(jié)構(gòu)是由4個含不同堿基的核苷酸連接成的四核苷酸,以此為基礎(chǔ)聚合成核酸,提出了"四核苷酸假說"。這個錯誤的假說,對認(rèn)識復(fù)雜的核酸結(jié)構(gòu)起了相當(dāng)大的阻礙作用,也在一定程度上影響了人們對核酸功能的認(rèn)識。人們認(rèn)為,雖然核酸存在于重要的結(jié)構(gòu)--細(xì)胞核中,但它的結(jié)構(gòu)太簡單,很難設(shè)想它能在遺傳過程中起什么作用。
蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)比核酸早30年,發(fā)展迅速。進(jìn)入20世紀(jì)時,組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中已有12種被發(fā)現(xiàn),到1940年則全部被發(fā)現(xiàn)。
1902年,德國化學(xué)家費(fèi)歇爾提出氨基酸之間以肽鏈相連接而形成蛋白質(zhì)的理論,1917年他合成了由15個甘氨酸和3個亮氨酸組成的18個肽的長鏈。于是,有的科學(xué)家設(shè)想,很可能是蛋白質(zhì)在遺傳中起主要作用。如果核酸參與遺傳作用,也必然是與蛋白質(zhì)連在一起的核蛋白在起作用。因此,那時生物界普遍傾向于認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳信息的載體。
1928年,美國科學(xué)家格里菲斯(1877--1941)用一種有莢膜、毒性強(qiáng)的和一種無莢膜、毒性弱的肺炎雙球菌對老鼠做實(shí)驗(yàn)。他把有莢病菌用高溫殺死后與無莢的活病菌一起注人老鼠體內(nèi),結(jié)果他發(fā)現(xiàn)老鼠很快發(fā)病死亡,同時他從老鼠的血液中分離出了活的有莢病菌。這說明無莢菌竟從死的有莢菌中獲得了什么物質(zhì),使無莢菌轉(zhuǎn)化為有莢菌。這種假設(shè)是否正確呢?格里菲斯又在試管中做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)把死了的有美菌與活的無莢菌同時放在試管中培養(yǎng),無莢菌全部變成了有莢菌,并發(fā)現(xiàn)使無莢菌長出蛋白質(zhì)莢的就是已死的有莢菌殼中遺留的核酸(因?yàn)樵诩訜嶂?,莢中的核酸并沒有被破壞)。格里菲斯稱該核酸為"轉(zhuǎn)化因子"。
1944年,美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里(1877--1955)從有美菌中分離得到活性的“轉(zhuǎn)化因子”,并對這種物質(zhì)做了檢驗(yàn)蛋白質(zhì)是否存在的試驗(yàn),結(jié)果為陰性,并證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。但這個發(fā)現(xiàn)沒有得到廣泛的承認(rèn),人們懷疑當(dāng)時的技術(shù)不能除凈蛋白質(zhì),殘留的蛋白質(zhì)起到轉(zhuǎn)化的作用。
美籍德國科學(xué)家德爾布呂克(1906--1981)的噬菌體小組對艾弗里的發(fā)現(xiàn)堅(jiān)信不移。因?yàn)樗麄冊陔娮语@微鏡下觀察到了噬菌體的形態(tài)和進(jìn)入大腸桿菌的生長過程。噬菌體是以細(xì)菌細(xì)胞為寄主的一種病毒,個體微小,只有用電子顯微鏡才能看到它。它像一個小蝌蚪,外部是由蛋白質(zhì)組成的頭膜和尾鞘,頭的內(nèi)部含有DNA,尾鞘上有尾絲、基片和小鉤。當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌時,先把尾部末端扎在細(xì)菌的細(xì)胞膜上,然后將它體內(nèi)的DNA全部注人到細(xì)菌細(xì)胞中去,蛋白質(zhì)空殼仍留在細(xì)菌細(xì)胞外面,再沒有起什么作用了。進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后的噬菌體DNA,就利用細(xì)菌內(nèi)的物質(zhì)迅速合成噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),從而復(fù)制出許多與原噬菌體大小形狀一模一樣的新噬菌體,直到細(xì)菌被徹底解體,這些噬菌體才離開死了的細(xì)菌,再去侵染其他的細(xì)菌。
1952年,噬菌體小組主要成員赫爾希(1908一)和他的學(xué)生蔡斯用先進(jìn)的同位素標(biāo)記技術(shù),做噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)。他把大腸桿菌T2噬菌體的核酸標(biāo)記上32P,蛋白質(zhì)外殼標(biāo)記上35S。先用標(biāo)記了的T2噬菌體感染大腸桿菌,然后加以分離,結(jié)果噬菌體將帶35S標(biāo)記的空殼留在大腸桿菌外面,只有噬菌體內(nèi)部帶有32P標(biāo)記的核酸全部注人大腸桿菌,并在大腸桿菌內(nèi)成功地進(jìn)行噬菌體的繁殖。這個實(shí)驗(yàn)證明DNA有傳遞遺傳信息的功能,而蛋白質(zhì)則是由 DNA的指令合成的。這一結(jié)果立即為學(xué)術(shù)界所接受。
幾乎與此同時,奧地利生物化學(xué)家查加夫(1905--)對核酸中的4種堿基的含量的重新測定取得了成果。在艾弗里工作的影響下,他認(rèn)為如果不同的生物種是由于DNA的不同,則DNA的結(jié)構(gòu)必定十分復(fù)雜,否則難以適應(yīng)生物界的多樣性。因此,他對列文的"四核苷酸假說"產(chǎn)生了懷疑。在1948- 1952年4年時間內(nèi),他利用了比列文時代更精確的紙層析法分離4種堿基,用紫外線吸收光譜做定量分析,經(jīng)過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn),終于得出了不同于列文的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的總分子數(shù)量相等,其中腺嘌吟A與胸腺嘧啶T數(shù)量相等,鳥嘌吟G與胞嘧啶C數(shù)量相等。說明DNA分子中的堿基A 與T、G與C是配對存在的,從而否定了"四核苷酸假說",并為探索DNA分子結(jié)構(gòu)提供了重要的線索和依據(jù)。
1953年4月25日,英國的《自然》雜志刊登了美國的沃森和英國的克里克在英國劍橋大學(xué)合作的研究成果:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型,這一成果后來被譽(yù)為20世紀(jì)以來生物學(xué)方面最偉大的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。
沃森(1928一)在中學(xué)時代是一個極其聰明的孩子,15歲時便進(jìn)入芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)。當(dāng)時,由于一個允許較早人學(xué)的實(shí)驗(yàn)性教育計(jì)劃,使沃森有機(jī)會從各個方面完整地攻讀生物科學(xué)課程。在大學(xué)期間,沃森在遺傳學(xué)方面雖然很少有正規(guī)的訓(xùn)練,但自從閱讀了薛定愕的《生命是什么?--活細(xì)胞的物理面貌》一書,促使他去"發(fā)現(xiàn)基因的秘密"。他善于集思廣益,博取眾長,善于用他人的思想來充實(shí)自己。只要有便利的條件,不必強(qiáng)迫自己學(xué)習(xí)整個新領(lǐng)域,也能得到所需要的知識。沃森22歲取得博士學(xué)位,然后被送往歐洲攻讀博士后研究員。為了完全搞清楚一個病毒基因的化學(xué)結(jié)構(gòu),他到丹麥哥本哈根實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)化學(xué)。有一次他與導(dǎo)師一起到意大利那不勒斯參加一次生物大分子會議,有機(jī)會聽英國物理生物學(xué)家威爾金斯(1916--)的演講,看到了威爾金斯的DNAX射線衍射照片。從此,尋找解開DNA結(jié)構(gòu)的鑰匙的念頭在沃森的頭腦中索回。什么地方可以學(xué)習(xí)分析X射線衍射圖呢?于是他又到英國劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí),在此期間沃森認(rèn)識了克里克。
克里克(1916一2004)上中學(xué)時對科學(xué)充滿熱情,1937年畢業(yè)于倫敦大學(xué)。1946年,他閱讀了《生命是什么?-活細(xì)胞的物理面貌》一書,決心把物理學(xué)知識用于生物學(xué)的研究,從此對生物學(xué)產(chǎn)生了興趣。1947年他重新開始了研究生的學(xué)習(xí),1949年他同佩魯茲一起使用X射線技術(shù)研究蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu),于是在此與沃森相遇了。當(dāng)時克里克比沃森大12歲,還沒有取得博士學(xué)位。但他們談得很投機(jī),沃森感到在這里居然能找到一位懂得DNA比蛋白質(zhì)更重要的人,真是三生有幸。同時沃森感到在他所接觸的人當(dāng)中,克里克是最聰明的一個。他們每天交談至少幾個小時,討論學(xué)術(shù)問題。兩個人互相補(bǔ)充,互相批評以及相互激發(fā)出對方的靈感。他們認(rèn)為解決DNA分子結(jié)構(gòu)是打開遺傳之謎的關(guān)鍵。只有借助于精確的X射線衍射資料,才能更快地弄清DNA的結(jié)構(gòu)。為了搞到DNAX射線衍射資料,克里克請威爾金斯到劍橋來度周末。在交談中威爾金斯接受了DNA結(jié)構(gòu)是螺旋型的觀點(diǎn),還談到他的合作者富蘭克林(1920一1958,女)以及實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們,也在苦苦思索著DNA結(jié)構(gòu)模型的問題。從1951年11月至1953年4月的18個月中,沃森、克里克同威爾金斯、富蘭克林之間有過幾次重要的學(xué)術(shù)交往。
1951年11月,沃森聽了富蘭克林關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的較詳細(xì)的報告后,深受啟發(fā),具有一定晶體結(jié)構(gòu)分析知識的沃森和克里克認(rèn)識到,要想很快建立 DNA結(jié)構(gòu)模型,只能利用別人的分析數(shù)據(jù)。他們很快就提出了一個三股螺旋的DNA結(jié)構(gòu)的設(shè)想。1951年底,他們請威爾金斯和富蘭克林來討論這個模型時,富蘭克林指出他們把DNA的含水量少算了一半,于是第一次設(shè)立的模型宣告失敗。
有一天,沃森又到國王學(xué)院威爾金斯實(shí)驗(yàn)室,威爾金斯拿出一張富蘭克林最近拍制的“B型”DNA的X射線衍射的照片。沃森一看照片,立刻興奮起來、心跳也加快了,因?yàn)檫@種圖像比以前得到的“A型”簡單得多,只要稍稍看一下“B型”的X射線衍射照片,再經(jīng)簡單計(jì)算,就能確定DNA分子內(nèi)多核苷酸鏈的數(shù)目了。
克里克請數(shù)學(xué)家?guī)椭?jì)算,結(jié)果表明源吟有吸引嘧啶的趨勢。他們根據(jù)這一結(jié)果和從查加夫處得到的核酸的兩個嘌吟和兩個嘧啶兩兩相等的結(jié)果,形成了堿基配對的概念。
他們苦苦地思索4種堿基的排列順序,一次又一次地在紙上畫堿基結(jié)構(gòu)式,擺弄模型,一次次地提出假設(shè),又一次次地推翻自己的假設(shè)。
沃森(左)和克里克有一次,沃森又在按著自己的設(shè)想擺弄模型,他把堿基移來移去尋找各種配對的可能性。突然,他發(fā)現(xiàn)由兩個氫鍵連接的腺膘吟一胸腺嘧啶對竟然和由3個氫鍵連接的鳥嘌吟一胞嘧啶對有著相同的形狀,于是精神為之大振。因?yàn)猷岩鞯臄?shù)目為什么和嘧啶數(shù)目完全相同這個謎就要被解開了。查加夫規(guī)律也就一下子成了 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的必然結(jié)果。因此,一條鏈如何作為模板合成另一條互補(bǔ)堿基順序的鏈也就不難想象了。那么,兩條鏈的骨架一定是方向相反的。
經(jīng)過沃森和克里克緊張連續(xù)的工作,很快就完成了DNA金屬模型的組裝。從這模型中看到,DNA由兩條核苷酸鏈組成,它們沿著中心軸以相反方向相互纏繞在一起,很像一座螺旋形的樓梯,兩側(cè)扶手是兩條多核苷酸鏈的糖一磷基因交替結(jié)合的骨架,而踏板就是堿基對。由于缺乏準(zhǔn)確的X射線資料,他們還不敢斷定模型是完全正確的。
威爾金斯富蘭克林下一步的科學(xué)方法就是把根據(jù)這個模型預(yù)測出的衍射圖與X射線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作一番認(rèn)真的比較。他們又一次打電話請來了威爾金斯。不到兩天工夫,威爾金斯和富蘭克林就用X射線數(shù)據(jù)分析證實(shí)了雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是正確的,并寫了兩篇實(shí)驗(yàn)報告同時發(fā)表在英國《自然》雜志上。1962年,沃森、克里克和威爾金斯獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎,而富蘭克林因患癌癥于1958年病逝而未被授予該獎。
20世紀(jì)30年代后期,瑞典的科學(xué)家們就證明DNA是不對稱的。第二次世界大戰(zhàn)后,用電子顯微鏡測定出DNA分子的直徑約為2nm。
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)后,極大地震動了學(xué)術(shù)界,啟發(fā)了人們的思想。從此,人們立即以遺傳學(xué)為中心開展了大量的分子生物學(xué)的研究。首先是圍繞著4 種堿基怎樣排列組合進(jìn)行編碼才能表達(dá)出20種氨基酸為中心開展實(shí)驗(yàn)研究。1967年,遺傳密碼全部被破解,基因從而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明:基因?qū)嶋H上就是DNA大分子中的一個片段,是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。在這個單位片段上的許多核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密碼順序排列的。一定結(jié)構(gòu)的DNA,可以控制合成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是組成生物體的重要成分,生物體的性狀主要是通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的。因此,基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^DNA控制蛋白質(zhì)的合成來實(shí)現(xiàn)的。在此基礎(chǔ)上相繼產(chǎn)生了基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程等,這些生物技術(shù)的發(fā)展必將使人們利用生物規(guī)律造福于人類?,F(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展,愈來愈顯示出它將要上升為帶頭學(xué)科的趨勢。
[編輯本段]【DNA重組技術(shù)的發(fā)展】
20世紀(jì)50年代,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被闡明,揭開了生命科學(xué)的新篇章,開創(chuàng)了科學(xué)技術(shù)的新時代。隨后,遺傳的分子機(jī)理――DNA復(fù)制、遺傳密碼、遺傳信息傳遞的中心法則、作為遺傳的基本單位和細(xì)胞工程藍(lán)圖的基因以及基因表達(dá)的調(diào)控相繼被認(rèn)識。至此,人們已完全認(rèn)識到掌握所有生物命運(yùn)的東西就是DNA和它所包含的基因,生物的進(jìn)化過程和生命過程的不同,就是因?yàn)镈NA和基因運(yùn)作軌跡不同所致。
知道DNA的重大作用和價值后,生命科學(xué)家首先想到能否在某些與人類利益密切相關(guān)的方面打破自然遺傳的鐵律,讓患病者的基因改邪歸正以達(dá)治病目的,把不同來源的基因片段進(jìn)行“嫁接”以產(chǎn)生新品種和新品質(zhì)……于是,一個充滿了誘惑力的科學(xué)幻想奇跡般地成為現(xiàn)實(shí)。這是發(fā)生在20世紀(jì)70年代初的事情。
實(shí)現(xiàn)這一科學(xué)奇跡的科技手段就是DNA重組技術(shù)。1972年,美國科學(xué)家保羅?伯格首次成功地重組了世界上第一批DNA分子,標(biāo)志著DNA重組技術(shù)――基因工程作為現(xiàn)代生物工程的基礎(chǔ),成為現(xiàn)代生物技術(shù)和生命科學(xué)的基礎(chǔ)與核心。
DNA重組技術(shù)的具體內(nèi)容就是采用人工手段將不同來源的含某種特定基因的DNA片段進(jìn)行重組,以達(dá)到改變生物基因類型和獲得特定基因產(chǎn)物的目的的一種高科學(xué)技術(shù)。
到了20世紀(jì)70年代中后期,由于出現(xiàn)了工程菌以及實(shí)現(xiàn)DNA重組和后處理都有工程化的性質(zhì),基因工程或遺傳工程作為DNA重組技術(shù)的代名詞被廣泛使用?,F(xiàn)在,基因工程還包括基因組的改造、核酸序列分析、分子進(jìn)化分析、分子免疫學(xué)、基因克隆、基因診斷和基因治療等內(nèi)容??梢哉f,DNA重組技術(shù)創(chuàng)立近 30多年來所獲得的豐碩成果已經(jīng)把人們帶進(jìn)了一個不可思議的夢幻般的科學(xué)世界,使人類獲得了打開生命奧秘和防病治病“魔盒”的金鑰匙。
目前,DNA重組技術(shù)已經(jīng)取得的成果是多方面的。到20世紀(jì)末,DNA重組技術(shù)最大的應(yīng)用領(lǐng)域在醫(yī)藥方面,包括活性多肽、蛋白質(zhì)和疫苗的生產(chǎn),疾病發(fā)生機(jī)理、診斷和治療,新基因的分離以及環(huán)境監(jiān)測與凈化。
許多活性多肽和蛋白質(zhì)都具有治療和預(yù)防疾病的作用,它們都是從相應(yīng)的基因中產(chǎn)生的。但是由于在組織細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)量極微,所以采用常規(guī)方法很難獲得足夠量供臨床應(yīng)用。
基因工程則突破了這一局限性,能夠大量生產(chǎn)這類多肽和蛋白質(zhì),迄今已成功地生產(chǎn)出治療糖尿病和精神分裂癥的胰島素,對血癌和某些實(shí)體腫瘤有療效的抗病毒劑――干擾素,治療侏儒癥的人體生長激素,治療肢端肥大癥和急性胰腺炎的生長激素釋放抑制因子等100多種產(chǎn)品。
基因工程還可將有關(guān)抗原的DNA導(dǎo)入活的微生物,這種微生物在受免疫應(yīng)激后的宿主體內(nèi)生長可產(chǎn)生弱毒活疫苗,具有抗原刺激劑量大、且持續(xù)時間長等優(yōu)點(diǎn)。目前正在研制的基因工程疫苗就有數(shù)十種之多,在對付細(xì)菌方面有針對麻風(fēng)桿菌、百日咳桿菌、淋球菌、腦膜炎雙球菌等的疫苗;在對付病毒方面有針對甲型肝炎、乙型肝炎、巨細(xì)胞病毒、單純皰疹、流感、人體免疫缺陷病毒等的疫苗……。我國乙肝病毒攜帶者和乙肝患者多達(dá)一二億,這一情況更促使了我國科學(xué)家自行成功研制出乙肝疫苗,取得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
抗體是人體免疫系統(tǒng)防病抗病的主要武器之一,20世紀(jì)70年代創(chuàng)立的單克隆抗體技術(shù)在防病抗病方面雖然發(fā)揮了重要作用,但由于人源性單抗很難獲得,使得單抗在臨床上的應(yīng)用受到限制。為解決此問題,近年來科學(xué)家采用DNA重組技術(shù)已獲得了人源性抗體,這種抗體既可保證它與抗原結(jié)合的專一性和親合力,又能保證正常功能的發(fā)揮。目前,已有多種這樣的抗體進(jìn)行了臨床試驗(yàn),如抗HER-2人源化單抗治療乳腺癌已進(jìn)入Ⅲ期試驗(yàn),抗IGE人源化單抗治療哮喘病已進(jìn)入Ⅱ期試驗(yàn)。
抗生素在治療疾病上起到了重要作用,隨著抗生素?cái)?shù)量的增加,用傳統(tǒng)方法發(fā)現(xiàn)新抗生素的幾率越來越低。為了獲取更多的新型抗生素,采用DNA重組技術(shù)已成為重要手段之一。目前人們已獲得數(shù)十種基因工程“雜合”的抗生素,為臨床應(yīng)用開辟了新的治療途徑。
值得指出的是,以上所述基因工程多肽、蛋白質(zhì)、疫苗、抗生素等防治藥物不僅在有效控制疾病,而且在避免毒副作用方面也往往優(yōu)于以傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的同類藥品,因而更受人們青睞。
人類疾病都直接或間接與基因相關(guān),在基因水平上對疾病進(jìn)行診斷和治療,則既可達(dá)到病因診斷的準(zhǔn)確性和原始性,又可使診斷和治療工作達(dá)到特異性強(qiáng)、靈敏度高、簡便快速的目的。于基因水平進(jìn)行診斷和治療在專業(yè)上稱為基因診斷和基因治療。目前基因診斷作為第四代臨床診斷技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于對遺傳病、腫瘤、心腦血管疾病、病毒細(xì)菌寄生蟲病和職業(yè)病等的診斷;而基因治療的目標(biāo)則是通過DNA重組技術(shù)創(chuàng)建具有特定功能的基因重組體,以補(bǔ)償失去功能的基因的作用,或是增加某種功能以利對異常細(xì)胞進(jìn)行矯正或消滅。
在理論上,基因治療是治本治愈而無任何毒副作用的療法。不過,盡管至今國際上已有100多個基因治療方案正處于臨床試驗(yàn)階段,但基因治療在理論和技術(shù)上的一些難題仍使這種治療方法離大規(guī)模應(yīng)用還有一段很長的距離。不論是確定基因病因還是實(shí)施基因診斷、基因治療、研究疾病發(fā)生機(jī)理,關(guān)鍵的先決條件是要了解特定疾病的相關(guān)基因。隨著“人類基因組計(jì)劃”的臨近完成,科學(xué)家們對人體全部基因?qū)@得全面的了解,這就為運(yùn)用基因重組技術(shù)造逼于人類健康事業(yè)創(chuàng)造了條件。
不過,雖然基因技術(shù)向人類展示了它奇妙的“魔術(shù)師”般的魅力,但也有大量的科學(xué)家對這種技術(shù)的發(fā)展予以人類倫理和生態(tài)演化的自然法則的沖擊表示出極大的擔(dān)憂。從理論上來講,這種技術(shù)發(fā)展的一個極致就是使人類擁有了創(chuàng)造任何生命形態(tài)或從未有過的生物的能力。人們能夠想像這將是怎樣的結(jié)果嗎?
科學(xué)家在DNA中發(fā)現(xiàn)除基因密碼之外的新密碼
據(jù)臺灣媒體報道,美國與以色列科學(xué)家相信,他們已在DNA(去氧核醣核酸)之中找到除了基因密碼之外的第二種密碼。新發(fā)現(xiàn)的密碼負(fù)責(zé)決定核體—亦即DNA所環(huán)繞的微型蛋白質(zhì)線軸—之位置。這些線軸同時保護(hù)與控制通往DNA本身的途徑。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)若獲得證實(shí),可能開啟有關(guān)控制基因更高位階的機(jī)制新知。譬如,每一種人體細(xì)胞得以激活其所需基因,卻又無法觸及其它種類細(xì)胞所使用的基因等既關(guān)鍵又神秘的過程。
以色列魏茲曼研究院的塞格爾與美國西北大學(xué)的威頓及其同僚,在這一期“自然”科學(xué)期刊中,撰文描述這種DNA新密碼。
每一個人體細(xì)胞里都有約三千萬個核體。之所以需要這么多的核體,是因?yàn)镈NA線包覆每一個核體僅一.六五次,每個DNA螺旋就包含一百四十七個單位,而且單一染色體里的DNA分子在長度上可能就有高達(dá)二億二千五百萬個單位。
生物學(xué)家多年來一直懷疑,DNA上的某些位置,特別是DNA最容易彎曲的那些位置,可能比其它位置更有利于核體的存在,但整體模式并不顯而易見。如今,塞格爾與威頓博士分析了酵母菌基因內(nèi)約二百個位置的序列,這些都是既知核體糾結(jié)在一起的地方,兩人發(fā)現(xiàn)其中確實(shí)隱含一個模式存在。
透過了解此一模式,他們成功預(yù)測其它有機(jī)體大約五成核體的位置。這個模式乃是能讓DNA更容易彎曲,以及緊密包復(fù)核體的兩種序列結(jié)合而成。但在此一模式中,每一個核體糾結(jié)的位置僅需若干序列出現(xiàn)即可,因此并不明顯。正由于其形成條件松散,因此并不與基因密碼沖突。
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