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一部不可思議的人類秘史人類前史 第 9 頁


朱克坎德注意到,在這些胺基酸的排列中,有一種現象非常有趣。他當時正在破譯不同動物的血紅蛋白,他發現這些蛋白質之間十分相似,一行中常常有10、12甚至30個同樣排列的胺基酸。更令人驚
作者:(美)斯賓塞-韋爾斯 / 頁數:(9 / 20)

朱克坎德注意到,在這些胺基酸的排列中,有一種現象非常有趣。他當時正在破譯不同動物的血紅蛋白,他發現這些蛋白質之間十分相似,一行中常常有10、12甚至30個同樣排列的胺基酸。更令人驚奇的是,科屬聯繫越密切的動物,它們蛋白質的結構就越相似。人類和大猩猩的血紅蛋白,在胺基酸排列上僅有兩處不同,而人類和馬的不同達15處。時尚書屋

對這種現象,朱克坎德和鮑林這樣推斷:分子結構提供了「分子鐘」,通過胺基酸排列順序的變化,它記載着從生命起源那一刻起,那些業已消逝的時間。1965年,在他們發表的一篇論文中,他們形象地將分子稱為「記載進化歷史的檔案」。事實上,我們每個人的基因都堪稱一部歷史書,這些寫在分子結構內的「語言」,向我們講述着人類進化的過程,把我們帶回生命開始的地方。分子就像我們的祖先留在我們基因組內的「時間艙」,我們所要做的,是學會如何使用它們。時尚書屋
當然,朱克坎德和鮑林意識到了,蛋白質不是遺傳變異的最佳「發言人」,這個光榮是屬於DNA的。如果DNA的作用是轉譯蛋白質事實正是如此,那麼無疑它最具研究價值。問題是研究DNA極其困難,得到一個排列順序需要漫長的時間。到了20世紀70年代中期,沃爾特•吉爾伯特和弗雷德•桑格發明了快速獲取DNA順序的方法,並因此分享了1977年的諾貝爾化學獎。時尚書屋
正是他們的研究成果,引發了一直持續到今天的生物學革命。2000年,人類基因圖譜草圖的完成,標志著這場革命達到了頂峰。DNA研究完全改變了生物學的固有觀念,我們可以想象,它對人類學產生的影響有多麼深遠。時尚書屋
擁擠的花園 到了20世紀80年代,應用分子生物學的新方法,我們對自身有了新的瞭解,這是一個關於人群的多樣性的理論。它通過分子排列順序來推測進化的時間,探求基因如何回答那個古老的問題——我們從哪裡來。現在,這個領域需要的,是一個「膽大妄為」的新思路,也許再加上一點好運氣。20世紀80年代早期,在加利福尼亞的舊金山海灣,這兩點全部變成了現實。時尚書屋
加利福尼亞大學伯克利分校的艾倫•威爾遜是澳大利亞生化學家,他應用分子生物學研究人類進化。當時,分子生物學已經成為生物學的一個新分支,以研究DNA和蛋白質為主。使用朱克坎德和鮑林的方法,他帶領他的學生們用分子技術推測人類何時與猿類分離,他們還研究在適應環境的蛋白質產生的過程中,自然選擇發揮了什麼樣的作用。威爾遜是一個具有創新精神的思想家,而分子生物技術的研究成果,為他的思想提供了更廣闊的世界。時尚書屋

在研究DNA序列時,分子生物學家們所面臨的一個問題,是信息自我複製的功能。在我們的每一個細胞中,在基因組中,轉譯蛋白質的DNA,還有大多數目前我們尚不知其功能的DNA,它們全部具有兩個「版本」。DNA存在於整齊、線狀的我們稱之為染色體的組織中,染色體有23對,它們存在於細胞核內。基因組的一個主要的奇異功能是「區室化」,就像計算機創建檔案夾一樣,一個檔案夾中包含一個檔案夾再包含一個。時尚書屋
人類的基因組中約有30億個核苷,我們需要找到一種直接有效的方法來破譯它們所攜帶的信息。正是這些信息,決定了為什麼我們會有染色體,而且,它們和細胞核裡的其他組織全都不同。時尚書屋
第11節:哲學的時間機器(6)
為什麼每個染色體都有兩個「版本」?原因更加複雜,它與性別產生有關。一個精子使一個卵子受精,其主要變化過程,是父親基因組的一部分和母親基因組的一部分以50∶50的比率相結合,形成新生命的基因組。用生物學的語言可以這樣說:性別產生的一個原因,是每一代都形成新的基因組。重組產生的基因組,含有父親和母親各50%的成分,而父方和母方又從他們各自的父母雙方那裡各繼承了50%的基因組。時尚書屋
之所以能夠發生基因重組,是因為染色體的線狀結構,相對來說,這一結構使兩對染色體易於從中間斷開,與其他的重新組合,形成新的染色體。將父母雙方的DNA重組,從進化的角度而言,它是一件「好事」,因為每一代都會產生多樣化,確保如果環境發生變化,每一代人都有足夠的能力做出反應。時尚書屋
但且慢,也許有人會問,為什麼這些經打斷、再聯結的基因組與先已存在的基因組不同呢?難道它們不是複製而來的嗎?原因非常簡單,因為它們之間完全不是彼此複製,在許多點位上都相互區別。這就像一台詭異的複印機,它們不斷複製被覆制過的信息,每一次複製都會產生少量無規則的錯誤,而每一次「錯誤」都會傳遞給「下一張」。這些「錯誤」正是前面我們提到的變異,而每一對染色體之間的區別便是我們所稱的多態性。在染色體中,大約每1000個核苷會出現一個多態性,它們使染色體彼此區別。時尚書屋
因此,當重組發生後,新的染色體與父母雙方的類型都不相同。時尚書屋
重組的革命性作用,打破了一片DNA上彼此相聯的一系列多態性。同樣,從進化的角度來說,這一多樣性生產機器是件好事,但是,對於解讀人類基因組這部歷史書的分子生物學家來說,他們的工作卻因此變得異常艱辛。由於重組,染色體上的多態性各自獨立地發生變化。隨着時間流逝,重組一次又一次地發生,成千上萬代之後,我們共同祖先染色體中的多態性圖譜已經完全消失了,後代的基因圖譜經過反覆地「洗牌」,再不可能找到最早的基因圖譜。時尚書屋


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