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对于后一个问题,答案更短,只有两个字:遗传。
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正如我们今天发现的,遗传信息大概可以分为三类:一类是记录所有蛋白质的氨基酸序列的遗传信息;一类是调控遗传信息的遗传信息;还有一类迄今为止没发现任何功能,十有八九是些垃圾信息。
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那么,遗传信息究竟是什么样的,它是如何记录氨基酸序列的,又是如何世代传递的?
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概括起来,只有4个字而已:中心法则。
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·两种核酸·
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“伏地魔,”里德尔轻声地说,“是我的过去、现在和未来,哈利·波特……”他从口袋里抽出哈利的魔杖,在空中画了几下,写出闪闪发亮的名字:汤姆·马沃罗·里德尔。然后他把魔杖挥了一下,那些字母自动调换了位置,变成了:我是伏地魔。“看见了吗?”
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——J. K.罗琳,《哈利·波特与密室》第十七章《斯莱特林的传人》
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图2—41 “Tom Marvolo Riddle”(汤姆·马沃罗·里德尔)和“I am Lord Voldemort”(我是伏地魔)。
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图2—42 中心法则图示,红色箭头标注的部分被称为“遗传信息标准流程”。
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“中心法则”由DNA双螺旋结构的发现者弗朗西斯·克里克在1957年提出,后来成为现代分子生物学的根基理论。这乍听起来有些不可一世,但学习过高中生物的读者只消看一眼就会恍然大悟,原来都是些非常熟悉的内容,看着图2—42就能直接复述出来:
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◆ 中心法则涉及了两类物质:核酸和蛋白质,其中核酸又分成两种,即DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸);
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◆ 细胞的完整遗传信息储存在DNA上,DNA可以把这些信息复制给新的DNA;
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◆ DNA中的遗传信息经过转录,可以传递给新的RNA,再经翻译表达成各种蛋白质;
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◆ 在某些特殊情况下,RNA也可把遗传信息复制给新的RNA,甚至逆转录给新的DNA;
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◆ 各种蛋白质实现了各种生理活动,包括上述各种遗传信息的传递;
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◆ 蛋白质中的遗传信息不能传递给其他物质。
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复述不上来也没关系,下面,我们会把这些内容再捋一遍。
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图2—43 DNA与RNA的分子模型。(作者绘)
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就从本章开头那个得了诺贝尔奖的大发现开始吧。
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如图2—43,DNA有着一目了然的双螺旋结构,那互相缠绕的两条长链是磷酸与脱氧核糖聚合[7]成的骨架。而在这个骨架上,又整整齐齐成对排列着4种碱基,分别是胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)。它们的功能就像字母,沿着双螺旋的骨架一路排列下去,编码所有的遗传信息——不要担心4个字母不够用,计算机只有1和0两个符号,照样编码了辉煌的信息时代。
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