陶冶性情的韵律——华夏艺术（下）

6.基因概念和遗传学的另一半

　　我们对生命的理解总是存在三个层次。第一个层次是生命作为一个完整个体的层次；如一个人在个体层次上可以被看成是眼睛、鼻子等器官系统构成，这个层次常被称为形态水平。第二个层次就是以组成生命基本单位――细胞作为层次，从这个我们可以把细胞看作由各种各样的细胞组成，如细胞膜、细胞核、染色体等。第三个层次是分子水平，我们已了解到生命的两种重要分子，核酸和蛋白质。

　　6.1什么是基因？如果你被要求对“什么是基因”这一问题作出回答，你就可以从三个层次来回答。回答一：从形态水平看，基因对应于生物体的性状。孟德尔就是这么看的，一个基因一个性状。

　　回答二：从细胞水平看，基因位于染色体上，遗传学家博维里和萨顿首先这么看，摩尔根及其弟子发展了这种看法，认为基因是直线地排列于染色体上。不过摩尔根基因仍是性状基因，它的产物是性状。

　　回答三：基因是DNA片段，这是从分子水平看。问题是，它是怎样一个片段？你可以回答，决定一个酶(蛋白质)的片段。“一个基因一个酶”，这是微生物遗传学家比德尔和塔特姆在1941年提出来的，那时并不知道遗传物质是DNA。因此他们获得了1958年诺贝尔生理医学奖。

　　一个基因一个酶后来发现有些困难。一个酶常由几个多肽链组成，有时决定A多肽链的DNA在A染色体，而决定B肽链的在B染色体，这样一个基因就同时位于A、B两条染色体上，这与摩尔根的说明是矛盾的，会造成混乱。因此基因概念又被修正为“一个基因一条多肽链”。

　　这种分子水平的修正确实更精确化了，但却会产生更多的问题。这个概念的本质是从翻译产物确定基因概念，那末，像启动子、衰减子、内含子、增强子这些不转录的DNA算不算基因呢？

　　也许我们可以这样定义：“一个操纵子一个基因，”因为操纵子既是一个结构单位，更是一个功能单位。但这样还有问题，一个操纵子有时控制几个转录单位。更大的是重叠基因问题：以前的发现表明，基因是不能重叠，任何一段DNA至多只能作为一个基因(的一部分)；但有一种噬菌体DNA分子中，有一段DNA既是A基因的一部分，也是B基因的一部分，就像A、B基因有一部分重叠，更甚的是A基因就是B基因中的一小部分。

　　如果你翻阅一下分子遗传学书籍还会看到假基因、重复基因、家务基因等概念，它们能算作基因吗？

　　基因概念越来越不确定，然而，它是遗传学中最基本的概念，如果这个概念都未确定，遗传学还有基础吗？

　　如果读者因此而对遗传学感到沮丧的话，那并不是作者的意图。我只是想表明，科学本身就是这样，当你解决了一个难题时，它就会产生另外的难题，可能更多。这是好事，唯其如此，科学才能发展。

　　6.2遗传学的另一半基因概念精确化导致的难题与遗传学另一半知之甚少有关。中心法则只是基本了解(尚未完全清楚)遗传学分子基础的前半部分：DNA→RNA→多肽。还有大半部分不了解：多肽→蛋白质→细胞(分化)→性状。

　　后面的部分更为艰难，这正是分子遗传学还能继续存在的理由，不过也许要更换名称，叫做发育的分子生物学，分子胚胎学是其中的一部分。

　　这样看来，摩尔根宁愿称自己为胚胎学家是有其深刻的理由的。事实上，基因调控的概念就是最先由他提出来，他1933年获奖时因公务繁忙，未能前往斯德哥尔摩，1934年，他才去。在领奖演说中，他说：“卵是未分化的细胞……在每次卵裂中，染色体纵裂，均等无误地分成两半，包含在各个细胞中的基因类型也完全相同。既然如此，细胞分化成肌腱，分化成神经元或分化成生殖细胞，是什么原因呢？”“这种先后顺序可以被假设为基因链本身具有一种自动控制特性所决定。”

　　麦克林托克是摩尔根设想的第一个实践，而雅各布、莫诺是第一次获得公认的实践者，现在，这一队伍正在壮大，让我们期望分子遗传学在下一个世纪的蓬勃发展。

　　§§第七章 癌症和爱滋病

　　我们对付疾病的方法在不停地变化，部分是因为受到生物科学各方面来的新信息的影响。――刘易斯・托马斯