陶冶性情的韻律——華夏藝術（下）

8.中心法則及其反例

　　8.1中心法則現在，我們可以把遺傳信息流程圖示為：DNA→RNA→蛋白質。這被稱作為分子遺傳學的中心法則。中心法則原意是指聖經的中心教義，其他教義都可以從中心教義找到出處或被解釋。中心法則這一涵義說明了分子生物學發展生命的全部曆史，分子生物學的其他發展都是圍繞中心法則的，是對它的發展、補充和完善。

　　中心法則這一形象而偉大的概念是由克裏克在1958年的一篇論文中杜撰的，這篇文章的題目是：“論蛋白質的合成”。在這篇論文中，克裏克斷言：遺傳信息隻能從核酸傳到核酸，或從核酸傳到蛋白質，但不能從蛋白質傳到核酸。當時隻是知道DNA的複製，至於轉錄和翻譯則還沒有人想到過，足見克裏克對科學的理性直覺之敏銳！

　　據沃森在《雙螺旋》一書中回憶，早在1952年，他在劍橋時就寫出中心法則的圖式：DNA→RNA→蛋白質，並張帖在他辦公桌上方的牆壁上。也許克裏克進去他辦公室時看過這個圖式。因為性格差異(沃森辦事謹慎)，並沒有公布他的不成熟的想法，況且當時他們關注的是DNA的結構而不是功能。克裏克思維活躍，新想法不斷，並常常醉心於自己的想法，兩次水漫布喇克爵士的走廊就是因為耽於思想造成的。克裏克能發表大膽的猜測與他的性格是有關的。

　　8.2中心法則的修改中心法則是神聖不可冒犯的嗎？肯定的答案盛行於60年代，但到了70年代，這一神話就得修改了。

　　40年代就發現了RNA病毒。病毒是一類隻含有核酸和蛋白質外殼的生命體，它接近於非生命，自己不能合成蛋白質，隻能靠寄主的代謝係統合成蛋白質(借雞生蛋)。病毒分為DNA病毒和RNA病毒兩類，我們前麵提到的噬菌體就是DNA病毒，它的遺傳物質是DNA。

　　沃森1952年曾經研究過煙草花葉病毒，它的遺傳物質是RNA。如果這種病毒要遺傳下去，意味著RNA也能自行複製，所以沃森在他的中心法則圖式中表明RNA也能複製。

　　很早(1911年)，病毒學家勞斯就發現了一類能夠導致腫瘤(癌症)的RNA病毒。巴爾的摩和他的老師達爾貝克，以及他的師兄梯明一直從事這類病毒的研究。1964年，梯明用一種轉錄抑製劑處理RNA病毒：一般的不致癌的RNA病毒能繁殖，而致癌的RNA病毒卻不能繁殖。讓我們看看沃森的中心法則：DNA∥→RNA→蛋白質。“∥”表示抑製劑阻礙作用。如果RNA也自行複製，那麽轉錄抑製劑就不會對繁殖起抑製作用，因為它與DNA無關；現在致癌RNA病毒既然受轉錄抑製劑影響，說明它的繁殖與DNA有關。

　　梯明提出了一個大膽的猜想，這類RNA病毒的繁殖是這樣的，首先是RNA→DNA，然後再從DNA→RNA，經過一個“坐回頭車”的過程。在轉錄抑製劑處理時，RNA

　　→DNA不受阻礙，而DNA→RNA受到了阻礙，所以不能繁殖。梯明把RNA病毒的DNA狀態叫“前病毒”。他的猜想被稱作“前病毒假說”。

　　遺傳信息從RNA→DNA，這與當時確立的中心法則是矛盾的，因此“前病毒”更多的時候是一個帶有嘲弄味的貶義詞。但梯明不予理睬，他在設法證明自己的設想。我們知道從RNA→DNA實際上是以RNA為模板合成DNA，是一種生物化學反應；我們也知道，生物化學反應必須有酶(天使)的參與，如果能夠找到這樣的酶，那就能說明問題了。

　　1970年，決定性的時刻到了，梯明和巴爾的摩幾乎同時找到了這種酶，他們提取的酶與RNA病毒混合並加入單個脫氧核苷酸，結果生成了單鏈DNA分子！這個結果意味著什麽呢？意味著遺傳信息可以從RNA→DNA逆流，這個過程叫逆(反)轉錄，這種酶叫逆轉錄酶。至此，中心法則被修改為：

　　DNARNA→蛋白質。

　　現在，逆轉錄酶已被廣泛地運用於基因工程中。因為中心法則的這一重大修改，梯明、巴爾的摩和達爾貝克師生仨分享了1975年諾貝爾生理醫學獎。

　　§§第六章 生命的和諧，基因調控

　　對於我們在身體內部進行的那些複雜、協調、奇巧無比的操作。我們不需要學習任何事情。我們的平滑肌細胞生來。根據整個係統的要求開啟或關閉管道。荷爾蒙被發送出去，跟細胞膜不聲不響地進行反應，使其他信號開了又關。這是一個萬無一失的機製。

　　――劉易斯・托馬斯