从DNA到多彩的生命世界,究竟发生了多少迷人的故事?
听书笔记
传说大文豪海明威曾经养过一只六趾猫,被称为海明威的猫。本书以海明威的猫为例,详细解释了基因运作的重要策略,因为海明威的猫事实上就是基因运作出错的结果。
以前科学家普遍相信,基因会严格按照中心法则运行。但随着研究的深入,许多新的基因运作规律已经浮出水面。作者在书中介绍了几种重要的基因运作策略。其中最古怪的策略,就是垃圾基因。
很少有人会把垃圾当成宝贝,垃圾基因是个例外。所谓垃圾基因,其实是一些一本正经的DNA序列,但科学家实在搞不清楚这些基因到底有什么用处,干脆称之为垃圾。
不过有些科学家认为,垃圾基因肯定有用,只是我们暂时还不知道有什么用处而已,就像被扔在墙角的一堆旧衣服,说不定哪天就能从中拎出几件来,然后剪成布条,再做成一只拖把。垃圾基因也是这样,现在没用,不等于一直没用,很有可能在某一天就派上了用场。那些看起来没有功能的基因,就像快递包装盒中的泡沫板,虽然不是我们要买的东西,却又不可缺少,因为它们可以起到很好的保护作用。
基因运作的第二大策略是基因调控。
有些基因其实并不指导蛋白质合成,而主要是负责基因的调控,那就是调控基因。调控基因就像电灯开关,往往控制着一段基因的活性,有的让基因活性增强,有的则减弱甚至关闭。
在调控基因的连续作用下,差异会不断积累,直至用完全相同的基因装配出完全不同的细胞来,再用不同的细胞组装成复杂的身体。正因为如此,装配一个人只需要两万多个基因就足够了。其余的事情,全部交给调控基因完成。
基因运作的第三大策略是甲基化。
所谓甲基化,就是给DNA上的某个碱基分子添加一个甲基。甲基化可能影响整个基因的活性。奇特的是,有些甲基化可以遗传给下一代。
本质而言,甲基化只是一个小小的分子改变,但影响却很深远,甚至可以影响整个机体的命运,并且这种命运可以跨代遗传。所以立即成为研究的热点。
基因运作的第四大策略,是剪切和粘贴。
基因会转录为信使RNA,然后RNA会被剪切酶剪为几截,把其中的一些片段扔掉。被扔掉的片段,就是所谓内含子,它们在基因中基本就是撑门面的。没被扔掉的片段,叫作外显子。外显子可以有很多种组合,拼接之后被翻译为蛋白质。就像电影剪辑,用相同的底片,却可以剪出不同版本的影片来。底片越长,剪出复杂产品的可能性也就越大。
经过复杂的编辑处理,我们只用少量的DNA序列,却能得到大量的RNA序列,使得原本单调的基因,呈现出了复杂的多样性,进而合成海量的蛋白质,这就是为什么人类只有两万多个基因,却能组装起如此复杂而精妙的身体。
基因运作的五大策略,是RNA干扰。
额外转入的基因会在细胞内产生额外的RNA,它们可以封闭正常的基因活性,这一现象被称为RNA干扰。
RNA干扰对所有生物都有效,而且用量很少,每个细胞只需要导入几个分子即可,结果却非常可观,一段RNA分子不但可以关闭某个基因活性,而且会对机体产生全方位影响,可以帮助细胞在正确的时间和正确的位置、打开或者关闭基因。
基因运作的第六大策略,是跳跃基因。
所谓跳跃基因,就是有的基因可以在基因组中跳来跳去,并赋予细胞以新的特征。生物体内普遍存在跳跃基因,人体也不例外。
有时跳跃基因会带来一定的优势,比如有一种夜猴,就因为跳跃基因的作用,意外获得了抵抗艾滋病的能力。但大多数情况下,基因跳跃都会带来负面影响,或者直接让细胞崩溃,因为随机的跳跃和插入是很危险的行为,极有可能破坏原来的基因序列。
正因为如此,反而体现出了垃圾基因的意外功能,因为大量垃圾基因的存在,使得基因组具备了稀释跳跃基因破坏的能力。此外,甲基化也可以预防跳跃基因来回乱跳。跳跃基因一旦被甲基化,就无法启动跳跃行为,很多跳跃基因就这样被封锁了起来,很难再造成什么巨大的危害。
但总的来说,跳跃基因弊大于利,多数是有害的,至少是无用的。但一项新的研究发现,跳跃基因对神经功能具有特殊的意义,比如可以促进记忆,强化大脑的信息处理能力等等。
正是基因变幻莫测的运作方式,反倒为生命注入了新的活力。我们每个人都会因为命运的神秘而奋力一搏,以便在复杂的环境中更好的生存下去。我们的基因和环境一道,就此塑造出了一个个与众不同的生命。如此独特的存在,当然值得我们认真享受和珍惜。
解读 | 史钧
生物学博士,科普作家,著有《疯狂人体进化史》、《爱情简史》、《鬼故事都是骗人的》、《一本书读懂进化论》、《极简人类进化史》、《文明的逻辑》等科普作品。
播音 | 张煜
策划编辑 | 陈艳
音频编辑 | 陈子夫
这样看来,除了目前了解的dna之外,决定生物特性的恐怕还有别的机制,基因更像是提纲兰图之类的记录载体,并非至关重要的终极要素,解读和利用基因的机制才是至关重要的。
垃圾基因,调控,增强减弱,调控基因,牵一发而动全身,甲基化,甲基化只是一个小小的分子改变,但影响却很深远,基因的剪切粘贴,信使RNA,大规模的,编辑过,2万多个,转录,RNA干扰,跳跃基因,垃圾基因稀释破坏跳跃基因,所有的一切都对生命有帮助,但是都有副作用。
好复杂,需要一些基础知识
以為是傳記,點進來是科普
这集可以重复听 很好的科普读物
薛定谔的猫呢?
投翔投翔 回复 @vlj19dolyq7y3lkiucny: 薛定谔的猫想要表达的是量子物理学的知识,此猫非彼猫
謝謝。
谢谢啦。
其实就是一本科普书,贴上“海明威”的猫,就增加读者的好奇,刺激我们的鳄鱼闹。
张煜讲得真好!太喜欢了!