陶冶性情的韻律——華夏藝術（下）

6.基因概念和遺傳學的另一半

　　我們對生命的理解總是存在三個層次。第一個層次是生命作為一個完整個體的層次；如一個人在個體層次上可以被看成是眼睛、鼻子等器官係統構成，這個層次常被稱為形態水平。第二個層次就是以組成生命基本單位――細胞作為層次，從這個我們可以把細胞看作由各種各樣的細胞組成，如細胞膜、細胞核、染色體等。第三個層次是分子水平，我們已了解到生命的兩種重要分子，核酸和蛋白質。

　　6.1什麽是基因？如果你被要求對“什麽是基因”這一問題作出回答，你就可以從三個層次來回答。回答一：從形態水平看，基因對應於生物體的性狀。孟德爾就是這麽看的，一個基因一個性狀。

　　回答二：從細胞水平看，基因位於染色體上，遺傳學家博維裏和薩頓首先這麽看，摩爾根及其弟子發展了這種看法，認為基因是直線地排列於染色體上。不過摩爾根基因仍是性狀基因，它的產物是性狀。

　　回答三：基因是DNA片段，這是從分子水平看。問題是，它是怎樣一個片段？你可以回答，決定一個酶(蛋白質)的片段。“一個基因一個酶”，這是微生物遺傳學家比德爾和塔特姆在1941年提出來的，那時並不知道遺傳物質是DNA。因此他們獲得了1958年諾貝爾生理醫學獎。

　　一個基因一個酶後來發現有些困難。一個酶常由幾個多肽鏈組成，有時決定A多肽鏈的DNA在A染色體，而決定B肽鏈的在B染色體，這樣一個基因就同時位於A、B兩條染色體上，這與摩爾根的說明是矛盾的，會造成混亂。因此基因概念又被修正為“一個基因一條多肽鏈”。

　　這種分子水平的修正確實更精確化了，但卻會產生更多的問題。這個概念的本質是從翻譯產物確定基因概念，那末，像啟動子、衰減子、內含子、增強子這些不轉錄的DNA算不算基因呢？

　　也許我們可以這樣定義：“一個操縱子一個基因，”因為操縱子既是一個結構單位，更是一個功能單位。但這樣還有問題，一個操縱子有時控製幾個轉錄單位。更大的是重疊基因問題：以前的發現表明，基因是不能重疊，任何一段DNA至多隻能作為一個基因(的一部分)；但有一種噬菌體DNA分子中，有一段DNA既是A基因的一部分，也是B基因的一部分，就像A、B基因有一部分重疊，更甚的是A基因就是B基因中的一小部分。

　　如果你翻閱一下分子遺傳學書籍還會看到假基因、重複基因、家務基因等概念，它們能算作基因嗎？

　　基因概念越來越不確定，然而，它是遺傳學中最基本的概念，如果這個概念都未確定，遺傳學還有基礎嗎？

　　如果讀者因此而對遺傳學感到沮喪的話，那並不是作者的意圖。我隻是想表明，科學本身就是這樣，當你解決了一個難題時，它就會產生另外的難題，可能更多。這是好事，唯其如此，科學才能發展。

　　6.2遺傳學的另一半基因概念精確化導致的難題與遺傳學另一半知之甚少有關。中心法則隻是基本了解(尚未完全清楚)遺傳學分子基礎的前半部分：DNA→RNA→多肽。還有大半部分不了解：多肽→蛋白質→細胞(分化)→性狀。

　　後麵的部分更為艱難，這正是分子遺傳學還能繼續存在的理由，不過也許要更換名稱，叫做發育的分子生物學，分子胚胎學是其中的一部分。

　　這樣看來，摩爾根寧願稱自己為胚胎學家是有其深刻的理由的。事實上，基因調控的概念就是最先由他提出來，他1933年獲獎時因公務繁忙，未能前往斯德哥爾摩，1934年，他才去。在領獎演說中，他說：“卵是未分化的細胞……在每次卵裂中，染色體縱裂，均等無誤地分成兩半，包含在各個細胞中的基因類型也完全相同。既然如此，細胞分化成肌腱，分化成神經元或分化成生殖細胞，是什麽原因呢？”“這種先後順序可以被假設為基因鏈本身具有一種自動控製特性所決定。”

　　麥克林托克是摩爾根設想的第一個實踐，而雅各布、莫諾是第一次獲得公認的實踐者，現在，這一隊伍正在壯大，讓我們期望分子遺傳學在下一個世紀的蓬勃發展。

　　§§第七章 癌症和愛滋病

　　我們對付疾病的方法在不停地變化，部分是因為受到生物科學各方麵來的新信息的影響。――劉易斯・托馬斯