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指令從哪裡來?生命的起源——值得思考的五個問題
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細胞核的外層是核膜,你從核膜的一道門走進細胞核,然後環視四周。這個展覽室的主要展品是46條染色體。染色體成雙成對地排列,但各對長短不一,最靠近你的一對大約12層樓那麼高(1)。每條染色體的中央都比較狹窄,看起來有點像兩根連著的香腸,但粗得像大樹的樹幹。你走近染色體模型,看見上面纏著帶子。再仔細看,帶子上有許多直紋,而直紋之間又有許多小橫紋(2)。是一疊疊的書嗎?不是,其實是一疊疊的圈。你去拉其中一個圈,一拉就拉出來了。令你吃驚的是,這個圈竟然是由一連串更小的圈盤繞而成的(3),而小圈都排列得很整齊。這些小圈原來又是由一條好像長長的繩子一樣的東西盤繞出來的。這條好像繩子的東西究竟是什麼呢?
奇妙分子的獨特構造
我們乾脆把這東西叫做繩子。這根繩子粗約2.6厘米(1英寸),緊密地盤繞在一些軸兒上(4),然後再盤繞成圈。這些圈跟支撐物相連,好固定位置。展覽室有個電子屏幕,指出繩子以井然有序的方式盤繞起來。假如你把每個染色體模型的繩子全都拉出來弄直,然後一條一條地連接起來,繩子的長度就幾乎等於地球圓周的一半!a
一本談論科學的書說,這麼有效的收藏方式是「工程學上的偉舉」。18如果說這個工程學上的偉舉並非出於任何工程師,你會相信嗎?假如這座博物館裡有一家大型的百貨商店,貨品琳琅滿目,排列得井井有條,不論要找什麼貨品都很容易找到,這家百貨商店會不會沒有人管理呢?當然不會!可是,無論一家商店的貨品排列得多麼整齊,也遠遠比不上染色體的組織那麼井然有序。
電子屏幕指示你拿起繩子細看(5)。你照著做,發現那不是一般的繩子,而是由兩股線互相盤繞而成的,兩線之間還有間隔相等的細線相連,整個構造看起來就像一個被擰成螺旋型的梯子(6)。這時你想起來了。你拿著的就是DNA分子——生命的一大奧祕!
一個DNA分子有系統地跟軸兒和支撐物結合,摺疊成一條染色體。DNA梯子的橫檔叫做鹼基對(7)。鹼基對有什麼功用呢?染色體又有什麼作用?電子屏幕簡略地解釋了一下。
超凡的信息儲存系統
電子屏幕指出,要認識DNA,就必須認識DNA梯子的橫檔。請想像梯子從中間左右分開,兩邊各有部分橫檔。橫檔共有四類,科學家所用的代號是A、T、G、C。科學家驚訝地發現,這些字母的序列是傳達某些信息的密碼!
你可能聽說過19世紀發明的摩爾斯電碼,這是電報傳遞信息時所用的編碼。摩爾斯電碼只有兩個「字母」(點和短劃),但這兩個「字母」能組合成無數的詞和句子。DNA的編碼則有四個字母,即上一段提到的A、T、G、C。正如字母拼合成詞語,詞語組成故事,故事構成篇章,最後各章結集成書,DNA的字母拼合成密碼子(「詞語」),密碼子則組成基因(「故事」)。一個基因平均有2萬7000個字母。基因連同基因之間的間隔部分組成了染色體(「篇章」),而23條染色體所組成的基因組,就好比一本有23章的書,其中蘊含了一個生物體的全部遺傳信息。b
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