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徐天宏：《基因天堂》·第二章 生命操作系統
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<font class=p3 color=green>【三思言論集】→</font><font class=p3 color=hotpink>【三思藏書架】→</font><font class=p3 color=green>《基因天堂》</font>
<font class=p3 color=steelblue>
〖本書由Jerry2002掃?！?lt;/font>
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<pre><font class=p1 color=brown><b>
第二章 生命操作系統</b>
</font><font class=p1>
<font color=green><b>侏羅紀公園</b></font>
看“侏羅紀公園”的時候，我忽然想到了一個有趣的事情：這部影片實際
上是信息和生物兩大技術融合的產物。我之所以會產生這樣的想法，是因為首
先整個影片的制作應用了大量電腦特技，這是信息技術做的貢獻，但同時不容
忽視的是，影片情節發展的基礎卻是一項生物技術。我們或許可以這樣說，IT
(信息技術)決定了影片的形式，BT(生物技術)奠定了影片的內容。
難怪我的一個朋友看完“侏羅紀公園”后，上來就問我：“電影里的恐龍
是怎么……弄出來的？”他這里用“弄”這個字，實在再貼切不過了。如果說
“怎么制造出來”，會使人們與無生命的機器生產聯系起來，用在恐龍這樣的
生物上，會令人感覺很不習慣；若說怎么“生出來”，顯然又和傳統意義上的
生育概念大相徑庭。此時此刻，似乎唯有用“弄”這樣一個極為含糊的詞方可
達意了。關于我朋友的這個問題，我向他解釋說：“這是因為科學家從古化石
的生物殘骸里提取出恐龍的DNA，然后利用這個分子……弄出來的?！?
“一個分子？”
“不錯，就一個分子而已?！?
“一個恐龍蛋能夠孵化成恐龍已經夠不可思議了，更何況一個分子怎么可
能長成這樣一個龐然大物？?！?
老實說，這個問題非但讓生物學領域之外的人感到不可思議，即使是本領
域內的人也對其中的奧妙感到不解。從一個微不可見的DNA分子演變成一個
活生生的生命體，我實在懷疑世上還有什么事情會比這個過程更加奇妙。
當然，要了解這個過程，首先需要認識DNA，至少我們會因此而感覺完成
這樣一個匪夷所思的過程還是有物質基礎的。
任何一個DNA分子均是由磷酸五碳糖和四種不同的堿基構成，前者構成
分子的骨架，而DNA的奧妙主要就集中在這四種堿基的排列方式上。堿基包
括腺嘌呤（adenine, A），鳥嘌呤(guanine, G)，胞嘧啶(cytosine, C)，胸腺嘧啶
(thymine, T)四種，而且它們有著嚴格的搭配關系，A總是配T，而G則配C。
你千萬不要把DNA想像成一條直線，實際上，DNA分子是一個三維立體
結構，更加確切的說，它是由兩條平行但方向相反的長鏈互相纏繞而成，每條
鏈都是磷酸五碳糖排列在外側構成骨架，內側的堿基與另一條鏈的堿基按照A
—T, C—G的原則一一排列，這稱為互補。
如果你爬過古式寶塔，一定不會忘記里面的螺旋式樓梯，前面所說的磷酸
五碳糖骨架就好像樓梯兩側扶欄，而堿基與對側堿基之間的連接好比一階階樓
梯。這就是由沃森（James Watson）與克里克（Francis Crick）在前人基礎上于
1953年提出的DNA雙螺旋結構，這一發現全面引發了生物技術的發展，也為
我們今日迎來基因時代打下了最有力的基礎。
堿基互補這種看似簡單的法則，實則蘊藏著DNA分子最令人叫絕的玄
機。
玄妙之一在于這個法則使得DNA分子的復制成為一個極為簡潔明了的過
程：解開雙螺旋，分別以每一條單鏈為模板，按照A－T，C－G的原則各合成
一條子鏈，一條DNA雙螺旋分子就演變成兩條一模一樣的DNA雙螺旋分子。
另一玄妙之處在于：依據類似于模板復制的原則，輕輕松松的完成了從基
因（即一段核苷酸序列）到蛋白質的過程。在這兩者之間充當使者的是一種與
DNA分子大同小異的分子RNA，RNA和DNA的主要區別是原來的堿基T替
換為堿基U，即A—U，C—G。如此一來，一個基因局部解開雙螺旋，作為模
板復制出一條互補的RNA分子，這位忠誠的信使，毫不歪曲的將信息傳遞給蛋
白質的加工場所。
那么DNA分子如何能夠“弄”出恐龍這樣的龐然大物呢？因為它儲存了
恐龍生長的所有信息！事實上，不僅恐龍，地球上的所有生物，從螞蟻到藍
鯨，從蜉蝣到千年巨杉，它們的信息都儲存在同樣結構的DNA分子中。（這
里要排除少數病毒，因為它們的信息儲存RNA分子上）換句話說，是它們各自
的DNA決定了它們是螞蟻還是藍鯨，它們的自然壽命是朝生暮死還是千年長
存。
我的這位朋友顯然這時最需要解決的問題便是：DNA分子究竟是如何能夠
儲存如此豐富的信息？
我們不妨把DNA比喻成英語，無論你拿到任何一篇英文文章，也無論文
章內容如何千變萬化，但有一點是固定不變的,即都是由26個字母組成，這26
個字母是英語的基本元素，但并非語言的功能元素，英語的功能元素是由字母
構成的詞。也就是說：只有詞才具有真正的意義，才是一個有效的功能單位。
然后，詞在一定的語法規則下組成句子，若干句子再合理的組合為一篇完整的
文章。如果我們把A,T,C,G四個堿基看成英文中的字母，類似地，單個堿基也
是沒有功能的基本元素，只有當它們以三個為單位組合在一起如GTC,ATA等，
才是一個功能單位，就相當于英文里的詞，不過在遺傳學里稱其為密碼子。如
果稍具備一些排列組合的知識，就不難看出A,T,C,G四個堿基有64種這樣的排
法。密碼子再在一定規則指導下，組織成意義更加明確的單位——基因，正如
句子變化多端一樣，基因的排列方式也是無窮無盡，更不用說最后一個由很多
基因所構成的DNA分子可以包含有多么豐富的信息了。
接下來，還需要交代的是為什么只有三聯體的密碼子才是一個有效功能單
位。
字母構成詞依靠的是人類定義的規則，堿基構成密碼子則依靠自然規則。
這個自然規則就是：三個堿基對應一個氨基酸（氨基酸是蛋白質的結構單
位，所有蛋白質均由20種氨基酸依照不同排列方式組成，如果說DNA是一張
大廈的藍圖，蛋白質則是嚴格按照這張藍圖構建大廈所需要的原料）。由于有
64種密碼子，而只有20種氨基酸，所以有些不同的密碼子對應于同一個氨基
酸。還有些密碼子起著類似于文章中標點符號的作用，表示一段基因的起始或
是結束。
這個自然規則可是放之四海而皆準的，不管是我們這些自認為高等而天天
自尋煩惱的人類，還是那些整天無憂無慮一天要睡20個小時的樹懶，同一個密
碼子都具有同樣的意義，至少目前沒有發現例外。
因此，我們完全可以想像下面的情形：一個基因由很多密碼子組成，每個
密碼子對應于一個氨基酸，只要這個基因的“文法”正確，形成的多個氨基酸
便連接成一個行使正確功能的蛋白質或者蛋白質的一部分。
我的朋友聽罷恍然大悟，“原來是這樣，看來這部電影還是有一定科學依
據的，不過……”這位朋友顯然還在對電影里恐龍肆虐的鏡頭心有余悸，“還
好這只是科幻電影而已。”
“盡管要真實再現侏羅紀公園一幕，還需假以時日，但也并不是說還遙遙
無期?！?
“你是說為期不遠？”
“差不多是這樣，因為電影所涉及的生物技術完全有現實基礎。例如，加
利福尼亞州立技術大學的研究者已經復活了一種至少20萬年前的細菌，其中許
多技術細節與侏羅紀公園如出一轍。如電影中恐龍的DNA是從一塊古蚊化石
的腹部提取出來，而加州的研究者也是從一塊有20多萬年歷史的琥珀所包裹的
蜜蜂的胃腸道抽取出古細菌的DNA，他們把抽取液放在培養皿里，提供必要的
營養，結果兩周后，這個幾十萬年前的細菌竟然再度復活了。
生物學家還從一具數千年前埃及木乃伊身體內提取出DNA，并且在分析他
的DNA后發現他生前患有某種遺傳病。這位古埃及人無論如何也不會想到，
他的生理隱私在數千年后竟然會暴露無遺。
法國科學家貝爾納·布伊格斯領導的研究小組在西伯利亞北部的永凍土下
成功挖掘出一只保存相當完好的古猛犸。這只猛犸距今已有兩萬年歷史，身高
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