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简单的世界 精选

已有 3719 次阅读 2008-3-13 09:10 |个人分类:杂谈科艺|系统分类:科研笔记

这个世界看起来十分复杂:形形色色的物质,光怪陆离的色彩,千奇百怪的生命,一言难尽的过程。。。但是当从物理学的角度来看这个世界本源的时候,人们发现这个世界不过是由一百多个原子组成的。再细了看,原来这世界的根基上是由那为数不多的几个基本粒子在作怪! 如果我们有能力再往细处深处看呢?恐怕就只剩下大道归一了!

这个世界上的生命现象可谓无穷无尽!天上的飞禽,地上的走兽,水里的游鱼,无数的植物。大到巨兽恐龙,小到电子显微镜才能看得清的病毒。。。 当人们探究这生命的根本时,却发现这无穷无尽的生命竟然被仅仅四个核苷酸所组成的密码控制着!

如今生命科学家们已经把许多不同种类生物遗传物质(DNA序列)的测序工作完成了。在这巨大的成就面前,人们却陷入了更大的困惑:这些看似十分简单却又极为复杂的序列在说甚麽,是如何说的?

生物体的各种结构都是由蛋白质组成的, 而各种功能也都是由蛋白质执行的。DNA序列中有一部分是指导蛋白质合成的,叫做蛋白质编码序列,也就是我们常说的基因。有人说,基因就等于蛋白质!DNA序列中的另一些似乎并不参与指导蛋白质合成,叫非编码序列。从低等的生物细菌,到万物之灵的人,那千差万别的等级差异是如何在这个编码序列中表现出来的?当把各种各样生物的DNA序列从低到高依等次排列以显示编码和非编码序列的比例时,我们就会得到下面这个图:

 

(转引自John Mattick, Nature Genetics Review 2004)

  

在这个图上,最左边是最低等的细菌,最右端是最高等的有万物之灵美称的人类。从左端到右端生物种类按进化等级排列。从纵轴上来看,上方的黄色区域代表的是各种生物DNA序列中编码序列(基因)的比重,而下方则是非编码序列的比重。 生物越低等,基因组中编码序列所占的比重越大;生物越高等,编码序列所占的比重越小。在十分原始的细菌那里,编码序列约占百分之九十还要多;但到了人类,这个比重就小到了只有大约百分之一点五了。换句话说,人类基因组中约百分之九十八点五的DNA序列是不参与蛋白质编码的:我们的基因组中绝大部分不是基因!

这部分不是基因的DNA序列的作用是甚麽?许多年来人们曾认为那只不过是进化过程产生的遗传废物而已。果真如此吗?我们和细菌在基因组上的最显著差别就在于我们比细菌多出了许多非编码序列。难道我们人类如此的聪明智慧仅仅是因为我们发展出了那许多进化废物吗?显然不是! 我们的聪明才智就编码在这非编码序列中。那是真正隐藏了冥冥天机的地方,那里有造物主使人成为人的蓝图。 如今越来越多的生命科学家认识到了这非编码序列的重要性,并致力于破解这里隐藏着的密码。然而,这个工作又非常困难,因为它同时占有着两个极端:极度复杂存在于极度简单之中!简单到人们不知从哪里下手,不知该从哪里起始,那里断句。

我有一个基本的信念:这个世界的本源是十分简单的, 只是表现为十分复杂的现象和过程而已。当有一天人们把这个生命序列的调控机制了解清楚的时候,我相信人们将会哑然失笑:

哦,原来不过如此!

 







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