DNA的扭曲故事 - 朱迪思·豪克

壁虎和蚂蚱、蠕虫和西瓜、 大象和大肠杆菌、 人和蘑菇。所有这些性状都差异巨大， 但令人惊讶的是他们表现的性状却和他们本身的性状一致。 首先，所有这些生物体是由一个或多个细胞组成的， 而且地球上每个生物的每个细胞 都包含着足以 分裂、复制和分化的所有信息。 这个信息被储存在一个很长但相当简单的 双分子里，称为DNA， 或脱氧核糖核酸。 每个生物体的DNA是由四个更小的分子组成的， 称为核苷酸。决定人和蘑菇之间差别的 是这些核苷酸在DNA长链的序列。 四种核苷酸不同的部分被称为碱基， 是由几个碳、氧、氢、氮和磷原子组成的， 这些分子看上去像这样。 这四个碱基中的每一个连接到一个相同的主链分子上， 一种称为脱氧核糖的糖 – DNA中的”D” – 和一个磷酸基团。 让我们来简化这些核苷酸并像这样显示它们。 因此，一个单一的核苷酸序列由它们共同的糖加到一起看上去就会像这样。 存储这样序列的DNA分子看上去像这样。 但是，一个简单的分子如何决定 数以百万计的不同生物的性状呢？ 你可以把DNA看成是一个巨大的信息库， 这信息被用只做一件事： 指导建造不同的蛋白质分子。 是蛋白质构建了细胞，并让它工作、 改变和复制。这就说到了一个熟悉的词’基因’。 如果你的DNA是一个信息库，基因就是图书馆里的一本书。 基因是一个DNA的分子段。 比方说，你的身体需要一种特定的蛋白质，如胰岛素。 为了得到它，你的一些细胞通过血液给胰腺细胞 发蛋白质信号，胰腺是分泌胰岛素的地方。 该信号蛋白在细胞的细胞核里告诉其它蛋白质 打开DNA双螺旋结构的一部分，胰岛素基因， 开始制造胰岛素蛋白。 一旦已经产生了足够的胰岛素， 另一个信号蛋白质来到胰腺细胞告诉它们停止制造胰岛素。 就像在DNA图书馆看一本关于胰岛素的书， 看完了再把它放回去。 构成你身体的DNA基因分为显性和隐性两种， 例如决定你的眼球颜色、蛋白质色素、皮肤颜色、 头发颜色、骨骼生长开始和结束时间、 你的血型、长几个手指或几条胳膊和腿、 和影响你寿命长短的蛋白质的基因。 你的DNA大概包含在2.5万到4.0万个基因之间， 而蠕虫、植物或果蝇的DNA 包含大约12000到20000个基因。 其中有些基因和你的基因相的核苷酸序列差别很大， 而有些又和你的相似。 尽管这种情况不是频繁发生， 但我们自己的核苷酸序列可以改变， 原因是自发的或环境的破坏， 这或许会删除或移动核苷酸的位置。 这就改变了有关的基因，可以接着改变蛋白质。 大部分这样的变化，称为突变， 对有机体或其后代的影响非常小。 一些是轻度损害， 一些能使生物体更好地适应它所生存的环境。 正是这些DNA基因序列在数百万年间发生的微小变化， 造成了从壁虎到蚂蚱、 从蠕虫到西瓜、从大象到大肠杆菌以及从人到蘑菇这些生物体之间的差异。