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不 需要 來自 外界 的 刺激 , 細胞 就 能 以 正常 速度 合成 。 結構 ?
包括 製造 細胞 中 各 種 小 磚塊 ( 也 就 是 基本 的 代謝物 , 像是 胺基酸 ) 的 每 個 步驟 所 需要 的 催化劑 。 打從 莫諾 一 開始 研究 , 就 有 一 個 很 明顯 的 問題 擺在 那裡 : 是否 有 一 個 單一 的 、 共通 的 調節 機制 也 能夠 解釋 結構 ?
的 合成 ? 賴德堡 收集 了 一些 乳糖 代謝 機制 發生 變化 的 大腸 桿菌 突變種 , 其中 包括 一些 β 半 乳糖 ?
?
的 合成 已經 變成 結構性 的 菌株 , 意思 是 說 , 即使 系統 裡 不 添加 乳糖 、 不 添加 任何 誘導劑 或 基質 , 這 種 酵素 的 合成 始終 高速 進行 。 適應 結束 , 誘導 登場 莫諾 對於 這 種 關係 的 看法 , 受到 他 長年 專注 研究 誘導 系統 的 影響 而 有 偏見 。 一九五二 至 五三年 的 冬季 , 他 曾經 說 過 : 「 看起來 , 我們 如果 假設 結構 ?
的 合成 是 受到 基質 所 控制 而 在 細胞 內 製造出來 , 似乎 也 不會 太 不 合理 , 而 這 一 點 又 牽涉到 誘導 機制 是否 真是 共通 的 。 」 所以 他 選擇 了 一 種 很 典型 的 結構 ?
, 稱為 色胺酸 合成 ?
( tryptophan synthetase ) , 也 就 是 在 繁複 的 色胺酸 合成 過程 負責 最後 一 步 的 酵素 , 莫諾 用 他 與 柯恩 研發出來 的 一 種 方法 做 測試 。 這 種 酵素 的 基質 是 色胺酸 形成 之前 一 步 的 一 個 小 分子 ; 根據 還 算 合理 的 推測 , 這 種 基質 應該 也 可以 當做 該 酵素 的 誘導劑 。 莫諾 猜測 , 如果 大量 供應 一 種 與 該 基質 的 化學 性質 很 相像 的 物質 , 將 會 阻礙 誘導 作用 , 將 該 酵素 的 合成 過程 關閉 起來 。 而 最 容易 取得 的 相似 物質 就 是 色胺酸 本身 。 果然 , 當 他 和 科恩貝茲雅 將 大量 色胺酸 加入 系統 後 , 該 酵素 的 合成 作用 馬上 大大 受阻 。 他們 並 未 繼續 追蹤 這 項 發現 。 第一 個 撿起來 繼續 研究 的 是 芝加哥 大學 的 西拉德 。 西拉德 幾乎 打從 一九四七年 加入 噬菌體 集團 開始 , 就 迷上 了 莫諾 早先 證明 的 事情 , 即 培養 在 葡萄糖 及 乳糖 混合 培養基 裡 的 大腸 桿菌 , 會 先 耗光 其中 一 種 糖類 , 然後 才 開始 使用 另 一 種 糖類 。 一九五○年 , 西拉德 設計出 一 種 方法 , 證明 了 若 將 混合 培養基 裡 的 葡萄糖 含量 維持 在 極 低 的 程度 , 細菌 一 開始 就 會 使用 兩 種 糖類 。 一九五三年 夏天 , 西拉德 和 他 的 老搭檔 、 美國 遺傳學家 諾維克 , 正在 研究 一 種 不能 自行 製造 色胺酸 的 突變種 大腸 桿菌 , 這 個 突變種 在 缺乏 色胺酸 時 , 會 製造出 一 大 堆 色胺酸 合成 途徑 初始 階段 的 某 種 物質 , 然而 一 加入 色胺酸 , 該 突變種 立刻 停止 製造 那 種 前驅 物質 。 根據 西拉德 及 後來 其他 人 的 研究 顯示 , 細胞 裡 的 色胺酸 合成 ?
及 其他 諸多 結構 ?
的 合成 系統 , 並 不會 因為 某些 誘導劑 的 刺激 而 開啟 , 反而 因為 缺乏 該 特定 合成 系統 的 最終 產物 而 開啟 , 以 本 案例 來 說 , 就是 缺乏 色胺酸 。 如果 色胺酸 的 供應 不虞 匱乏 , 色胺酸 合成 ?
的 合成 作用 也 就 省下來 而 關閉 了 。 正 如 西拉德 所 強調 的 , 這 是 一 個 經典 的 回饋 調節 案例 。 在 一九五三年 十月 八日 寄給 《 自然 》 期刊 ( 兩 個 月 後 刊登 ) 的 一 篇 通訊 文章 中 , 莫諾 、 柯恩 及 其他 三 名 來自 美國 和 英格蘭 的 訪客 , 正式 建議 全 世界 生物學家 放棄 「 酵素 適應 」 ( enzy me adaptation __UNDEF__ ) 這 個 名詞 , 改用 「 酵素 誘導 」 ( enzy me induction __UNDEF__ ) 。 一九五六年 夏天 , 耶魯 大學 的 佛吉爾 ( Henry __UNDEF__ Vogel __UNDEF__ ) 建議 , 結構 ?
被 最終 產物 關閉 這 件 事 , 可以 比照 稱為 「 酵素 抑制 」 ( enzy me repression __UNDEF__ ) 。 莫諾 在 一九五三年 春天 就 發現 酵素 合成 過程 會 被 抑制 的 第一 個 案例 , 但 他 當時 卻 認為 , 這 只 證明 所謂 通用 的 誘導 假說 並 不 正確 。 一九五○年代 初 , 莫諾 與 柯恩 心 裡 常 把玩 著 誘導 與 抑制 作用 的 對稱性 , 對於 箇中 秩序 感到 心 癢 難 搔 , 不禁 再度 湧起 衝動 , 想要 將 這 兩 個 機制 整合 在 一 個 規則 之下 。 有時 他們 會 爭辯 一 個 邏輯 問題 , 就 是 負負 是否 會 得 正 , 即 誘導 作用 也許 不 需要 激發 合成 作用 , 而是 抑制劑 的 合成 作用 需要 抑制 ; 這 讓 人 想到 美國 詩人 愛倫坡 ( Edgar Allan __UNDEF__ Poe __UNDEF__ , 1809 - 1849 ) 對 梭哈 遊戲 所 做 的 微妙 分析 ( 愛倫坡 是 法國 與 美國 文化 之間 較 罕見 的 共鳴 之 一 ) , 他們 管 這 種 邏輯 叫做 雙重 詐唬 ( double bluff ) 。 不同於 一般 科學史 的 寫法 , 本 書 是 以 人 為 中心 , 透過 不同 研究 者 的 學習 與 探索 歷程 、 彼此 間 的 交互作用 來 勾勒出 這 段 歷史 的 輪廓 , 雖說 在 對 個別 科學家 的 評價 上 , 或許 帶有 作者 本身 的 一些 主觀 想法 , 然而 整 套 書 所 呈現 的 , 仍 是 分子 生物學 的 客觀 而 詳細 的 發展 史料 。 在 這 套 書 的 引領 下 , 華森 、 克里克 、 富蘭克林 、 查加夫 等 科學家 不再 是 教科書 上 的 冰冷 名詞 , 這些 科學家 是 以 活生生 的 凡人 形象 存在 的 。 透過 這 套 書 的 敘述 , 不但 能 讓 大家 明白 分子 生物學 的 眾多 內容 , 也 對 各 領域 的 頂尖 科學家 有 較 深 的 認識 , 透過 對 探索 歷程 的 描述 , 也 讓 讀者 一 瞻 這些 科學 大家 的 行事 風格 與 風采 。 科學 知識 雖 是 冰冷 的 , 但 這些 知識 卻 是 由 眾多 研究 人員 的 努力 所 組成 的 , 透過 此 套書 更 能 讓 大家 了解 整 個 分子 生物學 的 成長 過程 。 廖美菊 花蓮 高中 退休 生物 教師 自從 當 學生 以來 , 讀 過 多少 回 的 化學鍵 、 DNA 雙螺旋 、 X 光繞射 ?
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但 一直 到 讀 過 《 創 世 第八 天 》 , 我 才 知道 是 誰 為 全 人類 貢獻 知識 ? 是 誰 為 近代 分子 生物學 的 重要 發展 樹立 里程碑 ? 《 創 世 第八 天 》 不只 帶領 讀者 從頭 看 一 遍 分子 生物學 的 關鍵性 發展 , 更 有 價值 的 是 書 中 不時 出現 的 重要 科學 理念 , 它 能 激活 我們 仔細 咀嚼 科學 之 美 。 這 是 一 本 理性 中 帶 著 人文 素質 的 書 , 像 一 座 讓 熱情 的 年輕 學子 得以 跨越 時空 接受 大師 薰陶 的 橋梁 。 這 是 一 本 能 為 補習 、 補習 再 補習 的 教育 現場 注入 思維 典範 的 好 書 , 也 是 一 個 有 企圖心 的 科學 教師 可以 用來 跟 學生 一起 探討 科學 素養 的 優質 讀物 。 二 部 曲 RNA 結構 的 各 種 功能 : 破解 遺傳 密碼 , 發現 遺傳 信使 第一 章 「 野獸 的 數字 」 DNA 結構 之 謎 揭曉 後 , 新 的 人才 、 新 的 經費 源源 湧入 這 個 領域 , 各 種 研究 方向 百花齊放 , 不過 最終 的 目標 都 是 要 解答 「 蛋白質 如何 合成 」 。 其中 最 新 的 議題 直接 由 DNA 結構 而 來 : DNA 長鏈 顯然 排列 著 特定 的 鹼基 序列 , 活脫脫 是 一 長 串 代表 生物 遺傳 特性 的 遺傳 密碼 , 而 這 串 由 核?酸 組成 的 「 野獸 的 數字 」 , 究竟 如何 轉譯成 蛋白質 的 胺基酸 序列 ? 一九七五年 秋天 , 克里克 和 我 長談 了 好幾 次 , 他 告訴 我 發現 DNA 結構 之後 那 幾 年 發生 的 事 。 我 以 同樣 的 問題 詢問 其他 相關 人士 , 也 開始 更 有 系統 地 閱讀 五○年代 中期 的 論文 。 我 的 第一 個 印象 是 感到 困惑 。 就 許多 方面 來 說 , 發現 DNA 結構 這 件 事 比 我 原先 想 的 更 不尋常 。 當然 大家 都 看得出來 , 在 增進 人類 對於 自然界 的 了解 方面 , 它 的 重要性 非比尋常 。 但 它 在 知識 及 心理 層面 還 有 一 股 強烈 的 張力 , 好比 燃燒 火焰 的 中心 , 那 卻 是 我 原先 不 了解 的 , 於是 我 屏息 靜氣 , 開始 追問 後續 發展 。 另 一 個 故事 的 開端 __UNDEF__ DNA 結構 之 謎 揭曉 , 是 多 股 力量 聚焦 的 結果 , 是 一 次 圍城 , 是 一 趟 征服 。 而 在 那 之後 的 十 年 則 是 另 一 個 故事 , 內容 涉及 解散 與 移動 , 涉及 不 確定 方向 為 何 , 涉及
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