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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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实际上，我们早已清楚地破译了这些遗传信息的编码方式：在DNA上，每3个碱基构成一个密码子，每个密码子代表一种氨基酸，许许多多密码子依次排列下去，就编码了蛋白质的整个氨基酸序列。令人惊讶的是，时至今日，地球上的一切生命，用的都是同一套标准遗传密码。也就是说，随便拿来一串碱基序列，它在人体内编码了什么样的氨基酸序列，对于蜘蛛，对于萝卜，对于海带，对于蘑菇，对于大肠杆菌，甚至对于流感病毒，也编码了同样的氨基酸序列——显然，这套遗传密码是从末祖那里继承下来的。[8]
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但值得注意的是，4种碱基，每3个构成一个密码子，满打满算能够编码64种氨基酸，但实际上，标准遗传密码只编码了20种氨基酸[9]，所以大量的密码都是重复的——在第四幕，我们会对此事展开很充分的讨论，探索其中隐藏了什么样的古老秘密。
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至于RNA，基本结构与DNA双螺旋中的一条链一样，也用同样的碱基序列编码了各种遗传信息，它们的不同之处只有两点：RNA的骨架由磷酸与核糖聚合而成，4种碱基中的胸腺嘧啶（T）换成了尿嘧啶（U）。但U与T的结构差异也只是U比T少了一个甲基而已，这两个碱基在遗传密码中的含义是完全一样的。由于RNA才是蛋白质的直接模板，所以我们记录遗传密码时用的是RNA的U，而不是DNA的T。
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当然，蛋白质里的遗传信息就是从头到尾的氨基酸排列次序，这没什么可说的，我们只需稍微记住这样一点区别：氨基酸缩合出来的链条，首先会被叫作“肽”，两个氨基酸缩合的叫“二肽”，三个氨基酸缩合起来的叫“三肽”，少数氨基酸缩合起来的叫“寡肽”，很多氨基酸缩合起来的就叫“多肽”。而所谓“蛋白质”，是指一条或几条多肽折叠组合，获得了生物活性的产物。对此，本章第二篇“延伸阅读”能帮你更深入地理解其中的关系。
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静态的问题解决了，接下来是动态的：细胞是如何让遗传信息沿着中心法则的那些箭头，在这三种物质里流动的呢？是酶，细胞靠的是酶。
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图2—44 这就是标准遗传密码，中间是第1位，向外读第2、3位，对应着它们编码了哪一种氨基酸。另外，5’表示密码的开头，3’表示密码的结尾。（作者绘）
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图2—42的每一个箭头都有专门的酶来催化，但这些酶个顶个地复杂。如果要挨个儿介绍它们，这本书就会变成一部分子生物学简明教程了。所以，我们将略过这些具体的酶，等到在本书随后的章节中遇到的时候再随缘介绍，在本章剩下的部分里，我们只简述一些大概的原理。
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首先，再次观察图2—43中DNA的双螺旋，我们会发现它不光有两条旋转的骨架，在这骨架之间，还有许多平行的短棍，好似梯子的踏脚——因为这四个碱基中的A和T、G和C刚好能以平行的氢键配对结合起来，而双螺旋两条链上位置相对的两个碱基，一定刚好是这样的一对碱基。如图2—45所示，这被称为“碱基互补配对”。
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图2—45 DNA的碱基互补配对。RNA的碱基互补配对与此一样，只是T换成了U，而且A与U同样可以配对。（作者绘）
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图2—46 双链DNA的复制示意图，为了表现清晰没有把“螺旋”画出来，用平行代替了。（作者绘）
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所以，只要知道一条链上的碱基，就同时知道了另一条链上对应的碱基——这不但给DNA的碱基序列赋予了更高的稳定性[10]，可以在世代延续中稳定传递遗传信息，还给遗传信息的复制带来了巨大的便利。
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如图2—46，在DNA复制的时候，一系列的酶会将双链拆解成两条单链，同时根据碱基互补配对原则，用只有一个碱基的DNA单体与这条单链结合，再连缀成新的链条——事儿就这么成了，一条双链DNA就变成了两条一模一样的双链DNA。不过，好奇的读者可能会注意到，两条子链的生长方向刚好相反，这的确是个大问题，这在第四幕里有重大的意义，但同样要到第五幕才能具体讨论它的细节。
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图2—47 转录过程的示意图。注意，通常来说，在每段双链DNA中，只有一条链上的碱基序列有意义。（作者绘）
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同理，在转录的过程中，DNA的双链也会被酶解开，但这次拿来互补配对的就不是DNA的单体，而是RNA的单体[11]了，由此形成的当然也不再是DNA双链，而是一条转录了遗传信息的RNA单链。
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上面这两种动作通常发生在细胞核里，但在某些特殊情况下，比如细胞被病毒感染了，也会大量发生在细胞质里——病毒还能强迫细胞用RNA复制RNA，原理和转录是一样的，只是把模板链换成了RNA而已；另外一些病毒要从RNA逆转录出DNA，虽然原理也一样，但细节变得有些复杂——这些特殊情况都在图2—42中用蓝色箭头表示了，我们暂且不考虑它们。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256302]
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·三种工具·