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徐天宏：《基因天堂》·第二章 生命操作系统
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<font class=p3 color=green>【三思言论集】→</font><font class=p3 color=hotpink>【三思藏书架】→</font><font class=p3 color=green>《基因天堂》</font>
<font class=p3 color=steelblue>
〖本书由Jerry2002扫校〗</font>
<table border=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=15 WIDTH="100%"><tr><td>
<pre><font class=p1 color=brown><b>
第二章 生命操作系统</b>
</font><font class=p1>
<font color=green><b>侏罗纪公园</b></font>
看“侏罗纪公园”的时候，我忽然想到了一个有趣的事情：这部影片实际
上是信息和生物两大技术融合的产物。我之所以会产生这样的想法，是因为首
先整个影片的制作应用了大量电脑特技，这是信息技术做的贡献，但同时不容
忽视的是，影片情节发展的基础却是一项生物技术。我们或许可以这样说，IT
(信息技术)决定了影片的形式，BT(生物技术)奠定了影片的内容。
难怪我的一个朋友看完“侏罗纪公园”后，上来就问我：“电影里的恐龙
是怎么……弄出来的？”他这里用“弄”这个字，实在再贴切不过了。如果说
“怎么制造出来”，会使人们与无生命的机器生产联系起来，用在恐龙这样的
生物上，会令人感觉很不习惯；若说怎么“生出来”，显然又和传统意义上的
生育概念大相径庭。此时此刻，似乎唯有用“弄”这样一个极为含糊的词方可
达意了。关于我朋友的这个问题，我向他解释说：“这是因为科学家从古化石
的生物残骸里提取出恐龙的DNA，然后利用这个分子……弄出来的。”
“一个分子？”
“不错，就一个分子而已。”
“一个恐龙蛋能够孵化成恐龙已经够不可思议了，更何况一个分子怎么可
能长成这样一个庞然大物？。”
老实说，这个问题非但让生物学领域之外的人感到不可思议，即使是本领
域内的人也对其中的奥妙感到不解。从一个微不可见的DNA分子演变成一个
活生生的生命体，我实在怀疑世上还有什么事情会比这个过程更加奇妙。
当然，要了解这个过程，首先需要认识DNA，至少我们会因此而感觉完成
这样一个匪夷所思的过程还是有物质基础的。
任何一个DNA分子均是由磷酸五碳糖和四种不同的碱基构成，前者构成
分子的骨架，而DNA的奥妙主要就集中在这四种碱基的排列方式上。碱基包
括腺嘌呤（adenine, A），鸟嘌呤(guanine, G)，胞嘧啶(cytosine, C)，胸腺嘧啶
(thymine, T)四种，而且它们有着严格的搭配关系，A总是配T，而G则配C。
你千万不要把DNA想像成一条直线，实际上，DNA分子是一个三维立体
结构，更加确切的说，它是由两条平行但方向相反的长链互相缠绕而成，每条
链都是磷酸五碳糖排列在外侧构成骨架，内侧的碱基与另一条链的碱基按照A
—T, C—G的原则一一排列，这称为互补。
如果你爬过古式宝塔，一定不会忘记里面的螺旋式楼梯，前面所说的磷酸
五碳糖骨架就好像楼梯两侧扶栏，而碱基与对侧碱基之间的连接好比一阶阶楼
梯。这就是由沃森（James Watson）与克里克（Francis Crick）在前人基础上于
1953年提出的DNA双螺旋结构，这一发现全面引发了生物技术的发展，也为
我们今日迎来基因时代打下了最有力的基础。
碱基互补这种看似简单的法则，实则蕴藏着DNA分子最令人叫绝的玄
机。
玄妙之一在于这个法则使得DNA分子的复制成为一个极为简洁明了的过
程：解开双螺旋，分别以每一条单链为模板，按照A－T，C－G的原则各合成
一条子链，一条DNA双螺旋分子就演变成两条一模一样的DNA双螺旋分子。
另一玄妙之处在于：依据类似于模板复制的原则，轻轻松松的完成了从基
因（即一段核苷酸序列）到蛋白质的过程。在这两者之间充当使者的是一种与
DNA分子大同小异的分子RNA，RNA和DNA的主要区别是原来的碱基T替
换为碱基U，即A—U，C—G。如此一来，一个基因局部解开双螺旋，作为模
板复制出一条互补的RNA分子，这位忠诚的信使，毫不歪曲的将信息传递给蛋
白质的加工场所。
那么DNA分子如何能够“弄”出恐龙这样的庞然大物呢？因为它储存了
恐龙生长的所有信息！事实上，不仅恐龙，地球上的所有生物，从蚂蚁到蓝
鲸，从蜉蝣到千年巨杉，它们的信息都储存在同样结构的DNA分子中。（这
里要排除少数病毒，因为它们的信息储存RNA分子上）换句话说，是它们各自
的DNA决定了它们是蚂蚁还是蓝鲸，它们的自然寿命是朝生暮死还是千年长
存。
我的这位朋友显然这时最需要解决的问题便是：DNA分子究竟是如何能够
储存如此丰富的信息？
我们不妨把DNA比喻成英语，无论你拿到任何一篇英文文章，也无论文
章内容如何千变万化，但有一点是固定不变的,即都是由26个字母组成，这26
个字母是英语的基本元素，但并非语言的功能元素，英语的功能元素是由字母
构成的词。也就是说：只有词才具有真正的意义，才是一个有效的功能单位。
然后，词在一定的语法规则下组成句子，若干句子再合理的组合为一篇完整的
文章。如果我们把A,T,C,G四个碱基看成英文中的字母，类似地，单个碱基也
是没有功能的基本元素，只有当它们以三个为单位组合在一起如GTC,ATA等，
才是一个功能单位，就相当于英文里的词，不过在遗传学里称其为密码子。如
果稍具备一些排列组合的知识，就不难看出A,T,C,G四个碱基有64种这样的排
法。密码子再在一定规则指导下，组织成意义更加明确的单位——基因，正如
句子变化多端一样，基因的排列方式也是无穷无尽，更不用说最后一个由很多
基因所构成的DNA分子可以包含有多么丰富的信息了。
接下来，还需要交代的是为什么只有三联体的密码子才是一个有效功能单
位。
字母构成词依靠的是人类定义的规则，碱基构成密码子则依靠自然规则。
这个自然规则就是：三个碱基对应一个氨基酸（氨基酸是蛋白质的结构单
位，所有蛋白质均由20种氨基酸依照不同排列方式组成，如果说DNA是一张
大厦的蓝图，蛋白质则是严格按照这张蓝图构建大厦所需要的原料）。由于有
64种密码子，而只有20种氨基酸，所以有些不同的密码子对应于同一个氨基
酸。还有些密码子起着类似于文章中标点符号的作用，表示一段基因的起始或
是结束。
这个自然规则可是放之四海而皆准的，不管是我们这些自认为高等而天天
自寻烦恼的人类，还是那些整天无忧无虑一天要睡20个小时的树懒，同一个密
码子都具有同样的意义，至少目前没有发现例外。
因此，我们完全可以想像下面的情形：一个基因由很多密码子组成，每个
密码子对应于一个氨基酸，只要这个基因的“文法”正确，形成的多个氨基酸
便连接成一个行使正确功能的蛋白质或者蛋白质的一部分。
我的朋友听罢恍然大悟，“原来是这样，看来这部电影还是有一定科学依
据的，不过……”这位朋友显然还在对电影里恐龙肆虐的镜头心有余悸，“还
好这只是科幻电影而已。”
“尽管要真实再现侏罗纪公园一幕，还需假以时日，但也并不是说还遥遥
无期。”
“你是说为期不远？”
“差不多是这样，因为电影所涉及的生物技术完全有现实基础。例如，加
利福尼亚州立技术大学的研究者已经复活了一种至少20万年前的细菌，其中许
多技术细节与侏罗纪公园如出一辙。如电影中恐龙的DNA是从一块古蚊化石
的腹部提取出来，而加州的研究者也是从一块有20多万年历史的琥珀所包裹的
蜜蜂的胃肠道抽取出古细菌的DNA，他们把抽取液放在培养皿里，提供必要的
营养，结果两周后，这个几十万年前的细菌竟然再度复活了。
生物学家还从一具数千年前埃及木乃伊身体内提取出DNA，并且在分析他
的DNA后发现他生前患有某种遗传病。这位古埃及人无论如何也不会想到，
他的生理隐私在数千年后竟然会暴露无遗。
法国科学家贝尔纳·布伊格斯领导的研究小组在西伯利亚北部的永冻土下
成功挖掘出一只保存相当完好的古猛犸。这只猛犸距今已有两万年历史，身高
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