前言 生命的秘密
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前言 生命的秘密
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自剑桥的那个星期六早晨起,有关DNA的研究已经有了长足的进展。然而,研究DNA功能的分子生物学,显然还有一段漫漫长路要走。我们仍需治疗癌症,仍需开发能有效治疗遗传疾病的基因疗法,以及发挥基因工程改善食物的惊人潜力,但是这一切终将实现。在DNA革命的头50年,我们看到大量卓越的科学进展,也已初步运用它们来解决人类的问题。未来,我们将看到更多的科学进展,但重点将逐渐转移至DNA对我们的生活方式日益增加的影响上。
到了20世纪60年代中期,我们已经了解细胞的基本机制,也知道DNA序列的4个字母,如何通过“基因密码”转译成蛋白质的20个字母。20世纪70年代,科学家开始掌握操纵DNA与读出碱基对序列的技术,这门新科学又呈现一波爆炸性的成长。我们不再只是旁观大自然,而能实际插手生物的DNA,也能实际解读生命的基本蓝图。这开启了崭新的科学视野:我们终于能够对付从纤维囊泡症到癌症等不同的遗传疾病;运用DNA指纹技术来促成刑侦案调査的革命;利用以DN99lib.netA为主的方法来研究史前时代,大幅修正我们对于人类起源的看法,包括我们是谁、从何而来等问题;我们也能以先前梦想不到的有效方法,改良重要的农作物品种。
达尔文的进化论说明了所有生命的相互关连,让我们得以从唯物主义与物理化学的观点,对这个世界有更刻的认识。在19世纪后半叶,生物学家施旺(Theodor Schwann)和巴斯德(Louis Pasteur)的突破性发现也是一大进展。腐肉不会自然生蛆,而是由我们熟悉的生物媒介与其作用造成的——这个例子中的媒介是产卵的苍蝇。他们的发现推翻了自然发生说(spontaneous generation)。
不过,克里克是对的。我们的发现平息了自古以来的争论:生命的本质是奥妙神秘不可捉摸,还是像自然科学课上的化学反应一样,只是物理九*九*藏*书*网和化学作用下的产物?细胞的生命是否源自神圣力量的运作?双螺旋断然指出,答案是否定的。
这就是答案了吗?这个分子的两条链是否由A-T与G-C配对而成?这种配对方式简单而完美,几乎可以确定不会有误。但是我过去犯过错,最好还是别兴奋过头,它还得通过克里克严格的检视才行。
我焦急地等待,后来证明其实没什么好担心的,克里克一眼就看出我的配对法隐含双螺旋结构,由两条方向相反的分子链组成。从这两条弯曲互补的螺旋来看,有关DNA及其特性的一切事实都有了合理的解释,简直茅塞顿开。最重要的,此分子结构立即对“遗传信息的储存方式和复制方式”这两道生物学上存在已久的难题,给出可能的答案。即便如此,后来我们到常的鹰吧(Eagle Pub)用午餐,听到克里克扬言我们已经发现“生命的秘密”时,我还是觉得颇有夸www•99lib•net耀之嫌,特别是在性格比较含蓄的英国人面前。
尽管有这些进展,各式各样的生机论(vitalism)仍历久不衰。生机论认为,物理化学作用无法解释生命及其作用。许多生物学家不愿意接受自然选择为生物谱系进化惟一的决定因子,反而以含糊不清、主宰万物的神灵力量来解释物种之适应结果。物理学家则习于处理单纯、简化的世界——由一些粒子和力主宰的世界——他们发现混乱复杂的生物学令人费解。他们的看法是,细胞的基本作用,亦即主宰生命的基本原理,或许远超过我们所熟知的物理和化学定律。这就是双螺旋如此重要的原因,它将启蒙运动在唯物论思想上的革命带入细胞层次。从哥白尼推翻人类是宇宙中心的说法,到达尔文坚持人类只不过是改造后的猴子,这场智识之旅的焦点终于来到生命的本质上。其实这不足为奇。双螺旋是一种优美的结构,但它的讯息却非常平凡:生命不过就是一种化学作用。
如今,DNA这本“人类说明书”就完整地呈现在我们眼前。
我们已经知道DNA分子是由基本单位核苷酸(nucl九_九_藏_书_网eotide)组成的多重线状聚合物,核苷酸有四种形式:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)。前一天,我花了整个下午的时间,用纸板制作这些构造成分的图样,在这个安静又没人打扰的星期六早上,我把这些3D拼图挪来挪去,试着拼凑出全貌。
1953年2月28日星期六上午,我跟往常一样比克里克(Francis Crick)早到剑桥的卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory)。这么早来是有理由的,我知道我们即将解开在当时鲜为人知的脱氧核糖核酸(DNA)的结构,不过我并不知道它会什么时候来到。DNA并非问世已久的分子,但当时克里克和我就已明白,它掌握着解开生物本质的重要关键。DNA储存世代相传的遗传信息,掌管极度复杂的细胞世界。我们希望找出它的三维立体结构,得以一窥克里克所谓的“生命的秘密”——克里克此言虽然带点打趣的味道,可也是认真的。
我和克里克很快就体会到我们的发现在思想意义上的重要性,但我们怎么也料想不到,双螺旋竟会对科学和九九藏书网社会造成爆炸性的影响。DNA优雅的曲线中包含着分子生物学的关键,这门新科学在其后50年的发展令人惊异,不仅让我们对基本的生物作用有一连串惊人的认识,在医学、农业与法律方面,更有深远的影响。
它们是如何组合在一起的?我很快就发现,有一种简单的配对法搭配得恰到好处:A和T配对,G和C配对。
DNA不再只是穿着白袍的科学家在僻处一角的大学实验室里研究的对象,它影响的是我们每一个人。
但是,DNA革命开始50年来,最令人兴奋的一天莫过于2000年6月26日星期一,美国总统克林顿宣布完成人类基因组图谱的草图:“今日,我们学习上帝创造生命的语言。在具备这种深奥的新知识后,人类即将获得崭新强大的治疗力量。”基因组计划是分子生物学的成熟产品,它已经成为一门“大科学”,涉及庞大的金钱与重大的成果。这不仅是非凡的科技成就(人类23对染色体所包含的信息量令人咋舌),也是了解人之所以为人的重要里程碑。我们是独特的物种,是具有意识、创造力、占有优势又具破坏力的生物,原因都在于我们的DNA。
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