你是地球上10^3480000000種組合中獨一無二的一個

你的存在來之不易

如果你的父母沒有在恰當的時間結合——可能要精確到秒,更可能精確到納秒,你就不會在這裏。

如果你的父母的父母沒有再恰當的時間,以恰當的方式結合,你也不會在這裏。

如果你父母的父母的父母,以及你父母的父母的父母的父母,以此類推下去,沒有以同樣的方式結合,顯而易見,你也肯定不會在這裏。

時光越是倒流,使你得以降生在這裏的人的數量越多。僅僅追溯到8代以前,這個數目就達到256人,繼續往前推到莎士比亞時代就有不少於16384個祖先,是他們的基因交換與結合,最終奇蹟般的成就了你。

繼續往前推,到64代以前,也就是古羅馬時期,決定你存在的祖先數將增加到約10億億。

這個數字曾經是地球上生存過的人的總數的百萬倍。

實際上這個統計有一些差錯,沒有考慮到親戚聯姻,實際上是大量存在的。實際上,如果你現在的伴侶時你同一個民族、同一個國家的人,你們很可能就有着某種血緣關係。

如果你在一輛公交車、咖啡廳那你看到的大多數人很可能是你的親戚。我們都是一家人。

把你的基因和別的任何一個人做對比,他們平均有99.9%是相同的,就是他們使我們同屬人類。這千分之一的小差異,就是賦予我們個性的基礎。

其實並沒有單一基因組這種東西。每個人的基因組都是不相同的,真是我們的基因不斷重組,才使我們成爲現在這個樣子,既有許多個體,又是同一個物種。

1 什麼是基因組 ? 什麼是基因?

細胞的內部就是細胞核,細胞核內就是染色體——共有46條複雜的物質,其中23條來自你的母親,23條來自你的父親。你體內的每一個細胞——他們中的99.9999%——攜帶同樣的染色體,只有少數除外(紅細胞,些免疫系統細胞、卵子、精子細胞)。

染色體包含着一組完整的生成和維持你生命所必須的指令,他們由脫氧核糖核酸(DNA)組成。DNA被稱爲地球上最非同尋常的分子

DNA的存在只有一個原因——生出更多的DNA。你身體由很多DNA差不多兩米長的DNA擠在每個細胞裏面。每單位長度的DNA包括32億個密碼字母足以產生10^3480000000種組合,確保每一個人都是獨一無二的個體。如果你身上的DNA連成一條線,它的長度不是地球到月球的一個或兩個來回,就是好幾個來回。

一句話你的身體喜歡製造DNA,沒有它你不能生存,然而DNA本身並沒有生命。DNA是沒有生命的神祕物質。

在以後的半個世紀的大部分時間裏,人們普遍認爲,這種物質,在遺傳中扮演微不足道的角色。它太簡單了,主要是由四個被稱爲核苷酸的基本組成物質構成。你怎麼可能用過區區4個字母編寫生命的故事呢?

如果DNA的作用真的忽略不計的話,首先,DNA的數量之多,很明顯它的作用非同小可,其次它在實驗中頻頻出現,說明並非如此。實驗表明DNA在製造蛋白質這種對生命至關重要的物質方面起着某種作用。

DNA是怎樣將信息傳遞給蛋白質的呢?他們兩個用這兩個不同的語言系統,於是需要一個翻譯員也就是RNA作爲中介。

1904年孟德爾的豌豆實驗過好四年,一位才華橫溢的年前人托馬斯 亨特 摩爾根致力於染色體的研究。因爲容易被染上顏色,於是被稱作染色體。

摩爾根選擇一種叫黑腹果蠅做實驗。爲了生成突變體,在長達6年的時間裏,他們想盡了一切辦法,都不奏效,正在他們準備放棄的時候,變體重複不斷的出現了,出現了白色眼睛果蠅,一般是紅色的眼睛,就這樣他們研究出了特定的特點與某種特定的染色體之間的相互關係。

2 DNA的分解研究

當時雖然可以肯定某種與染色體相關的物質支配着細胞的繁殖,但是仍然對DNA的瞭解甚微。於是加拿大科學家奧斯瓦爾德 埃佛雷領導的一個科學小組,經過15年的研究成功的證明DNA根本不是一種惰性分子,在遺傳過程中是極爲活躍的信息載體。

沒過多久,別的地方就在開展一場搞清DNA結構的競賽。本在劉易斯 鮑林是非常有希望能拔得頭籌的天才科學家,但是由於他錯誤的認爲DNA的結構是三螺旋結構,因此從未走上正軌。另一方面,被另外四位科學家搶先獲得成果,分別是 莫里斯 威爾金斯 ,羅薩林 富蘭克林 和弗蘭西斯 克里克,還不平常的天才美國人 詹姆斯 沃森。

他們設想如果能確定DNA的分析形狀,你就能明白它是怎樣工作的。剛開始是威爾金斯和富蘭克林在研究而且比沃森和克里克領先,後來他們因爲利用威爾金斯和富蘭克林合不來,讓威爾金斯沒有經過富蘭克林的同意的情況下把把DNA的X射線圖發給他們,從而得知了DNA的雙螺旋結構。

在那個時代,我是能理解富蘭克林爲什麼不願意分享她的成果,那個時代女性的研究者的成果經常被男科學家傲慢無禮的佔爲己有,沒有得到應有的尊重。克里克和沃森藉此侵犯了威爾金斯的研究領域還嘲諷了富蘭克林。富蘭克林因爲長期從事X射線相關的研究37歲得癌症去世,沒有分享諾貝爾獎。

儘管如此,沃森和克里克拼命投入工作,當時已經知道DNA由四種化學成分——腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,以特殊的方式排列形成。

於是沃森和克里克搭建了著名的DNA雙螺旋模型。

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