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遺傳 資訊 「 轉換 」 到 信使 RNA 上 , 這 個 過程 叫做 「 轉錄 」 。 由 信使 RNA 作 模版 合成 蛋白質 的 過程 叫 「 翻譯 」 。 這 就 是 生物學 中 非常 重要 的 「 中心 法則 」 : 遺傳 資訊 由 DNA 流向 信使 RNA , 再 由 信使 RNA 流向 蛋白質 , 同時 DNA 還可以 進行 自我 複製 , 從而 將 遺傳 資訊 傳遞給 新生成 的 細胞 。 幾乎 所有 的 生物 都 遵循 這 個 重要 的 法則 。 後來 科學家 們 又 發現 , 以上 講 的 遺傳 資訊 的 傳遞 路線 , 並 不 是 惟一 的 。 有 一些 看起來 與 「 中心 法則 」 矛盾 的 傳遞 路線 , 實際 上 是 對 「 中心 法則 」 的 完善 和 重要 補充 。 比如 , 人們 在 病毒 裡 發現 了 逆轉錄 ?
, 在 它 的 幫助 下 , 可以 實現 以 信使 RNA 為 模板 合成 DNA 的 逆轉錄 路線 。 在 某些 病毒 中 , 如 流感 病毒 、 小兒麻痹 病毒 體 內 , RNA 都 是 遺傳 資訊 的 攜帶 者 。 與 愛滋病 相關 的 人體 免疫 缺陷 病毒 ( HIV ) 也 是 一 種 逆轉錄 病毒 。 除此之外 , 在 人類 和 其他 動物 中 引起 腫瘤 的 一些 病毒 也 屬於 這 一 類 。 病毒 是 最 簡單 的 生命 形式 , 它們 由 一 條 單鏈 或 雙鏈 的 核酸 ( DNA 或 RNA ) 組成 , 外面 包裹 著 一 層 蛋白質 外衣 。 病毒 不能 獨立 存在 , 必須 侵入到 宿主 細胞 中 , 並 接管 它 的 細胞 機器 , 這樣 才 能 表達 自己 的 基因 。 逆轉錄 病毒 的 遺傳 物質 是 一 條 單鏈 RNA , 在 宿主 細胞 中 , 為了 複製 , 它 先 把 自己 的 以 RNA 為 基礎 的 基因 複製成 一 條 DNA 鏈 , 這 是 正常 轉錄 的 逆 過程 , 正 轉錄 是 從 DNA 中 得到 一 份 RNA 拷貝 。 在 這 一 過程 中 形成 了 一 條 RNA─DNA 雙鏈 , 然後 RNA 鏈 分解 , DNA 再 形成 雙鏈 , 這 一切 當然 都 是 在 ?
的 作用 下 完成 的 。 這時 , 病毒 基因 與 宿主 細胞 的 基因 是 同 一 種 形式 ( DNA ) , 這 使 宿主 細胞 毫不 知情 地 接受 了 它們 , 將 它們 與 自己 的 基因 同等 看待 。 病毒 用於 催化 上述 從 RNA 到 DNA 的 三 個 步驟 的 ?
叫 逆轉錄 ?
, 它 是 在 一九七○年 由 霍華德‧坦明 和 哲維‧巴爾第摩 各自 獨立 發現 的 。 就 這 一 發現 , 《 自然 》 雜誌 刊登 了 一 篇 令 人 吃驚 的 社論 , 標題 是 《 中心 法則 被 逆轉 了 》 。 ◎PART1 ‧ 基因 的 身世 蜷曲 的 「 毛線團 」 人類 基因 組 的 DNA 分子 約 含有 三十億 個 堿基 對 。 可以 想像 , 如果 長長 的 DNA 分子 糾纏 在一起 , 像 個 亂線團 , 要 把 它們 分配到 兩 個 子細胞 中 去 是 非常 困難 的 。 DNA 被 確定為 遺傳 物質 後 , 染色體 的 身份 終於 真相 大白 了 , 其實 染色體 的 主要 成分 就 是 DNA 。 一 個 染色體 就 是 由 一 個 長長 的 DNA 分子 濃縮 而 成 的 , 上面 存放 著 很多 基因 。 人 的 一 個 細胞 直徑 才 幾十 微米 , 可 它 所 含 的 DNA 總長 近 兩 公尺 , 真是 讓 人 嚇一跳 。 一 個 只有 在 顯微鏡 下 才 能 看到 的 小小 細胞 , 怎麼 能 裝 得 下 這麼 長 的 東西 呢 ? 原來 , DNA 分子 是 很 細 的 線性 分子 , 直徑 只 有 一‧二 × 十 的 負 九 次方公尺 。 它們 在 細胞 中 不 是 直接 以 原來 的 狀態 存在 的 , 而是 高度 壓縮 的 。 好比 一千 克 毛線 , 如果 一 根 一 根 接起來 , 當然 會 長 得 不得了 ; 但 如果 用 它 織成 毛衣 , 看起來 也 不過 幾十 公分 長 。 DNA 分子 也 是 一級級 逐漸 縮短 的 , 不過 形式 上 要 高級 得多 。 一 個 人體 細胞 內 的 DNA 分子 拉展 後 總長 有 兩 公尺 , 蜷曲成 染色體 後 總長 僅有 ○.五 毫米 , 足足 縮短 了 幾千 倍 , 真是 令 人 驚奇 的 高度 壓縮 能力 ! 染色體 裡 還 含有 一些 蛋白質 和 其他 物質 , 這些 物質 協同 DNA 組裝成 染色體 。 複製 後 的 兩 個 DNA 分子 蜷曲成 染色體 後 , 各自 成為 染色 單體 。 這 兩 個 染色 單體 開始 並 不 分離 , 而是 藉由 某 一 點 連接 在一起 , 像 一 個 X 。 最後 , 兩 個 染色 單體 從 X 的 中心 連接點 分離 , 分配到 兩 個 子細胞 中 。 細胞 完成 分裂 後 , 高度 蜷曲 的 DNA 又 重新 解開 , 染色體 消失 。 所以 , 只有 在 細胞 分裂 的 某 個 時期 , 我們 才 能 看到 染色體 , 那 是 DNA 分子 在 細胞 分裂期 出現 的 一 種 特殊 狀態 。 這 種 DNA 分子 的 特殊 狀態 , 是 很 有用 的 。 人類 基因 組 的 DNA 分子 約 含有 三十億 個 堿基 對 。 可以 想像 , 如果 長長 的 DNA 分子 糾纏 在一起 , 像 個 亂線團 , 要 把 它們 分配到 兩 個 子細胞 中 去 是 非常 困難 的 。 這時 , 生命 又 一 次 顯示 了 它 神奇 的 智慧 : DNA 分子 被 逐級 纏繞 、 折疊 而 成 短粗 的 狀態 , 這樣 就 可以 很 順利 地 進入 子細胞 內 。 大自然 中 有 許許多多 的 生物 , 每 一 物種 都 有 特定 的 染色 體數 , 如 鼠 有 二十 對 , 黃牛 有 三十 對 , 人類 有 二十三 對 。 人類 的 每 一 對 染色體 中 有 一 條 來自 父親 , 另 一 條 來自 母親 。 其中 有 一 對 比較 特殊 , 與 決定 性別 有關 , 稱為 性 染色體 。 女性 有 兩 條 一樣 的 性 染色體 , 表示 為 XX 。 男性 有 一 條 X 染色體 , 還 有 一 條 女性 沒有 的 Y 染色體 , 正 是 這 條 染色體 決定 了 男性 與 女性 的 區別 。 人 的 絕大多數 體 細胞 都 含有 四十六 條 染色體 , 而 精子 和 卵子 的 染色 體數 只 有 二十三 條 , 是 體 細胞 的 一半 。 爸爸 的 精子 同 媽媽 的 卵子 的 結合 , 產生 了 我們 的 生命 , 它們 結合 後 又 恢復 了 四十六 條 染色體 的 標準 狀態 。 我們 之所以 既 繼承 了 爸爸 的 某些 遺傳 資訊 , 又 繼承 了 媽媽 的 某些 遺傳 資訊 , 正 是 由於 我們 體 內 的 染色體 有 一半 來自 爸爸 , 一半 來自 媽媽 。 現在 , 我們 其實 已經 知道 了 生 男孩 還是 生 女孩 的 秘密 。 爸爸 的 性 染色體 是 XY , 這 兩 條 染色體 分配到 不同 的 精子 中 , 就
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