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第二章DNA——生命密码
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DNA的双螺旋结构代表了一个时代的科学,更神奇的是所有生命都使用相同的DNA编码,似乎表明在地球上,生命只诞生了一次。
对于DNA结构的发现者克里克来说,这暗示了外星生物的一次播种,我们有更好的答案吗?
在剑桥的老鹰酒吧外墙上有一块蓝色的牌子,是2003年挂上去的,用以纪念50年前发生在酒吧里的一段不寻常的谈话。
1953年2月28日,两位酒吧常客詹姆斯·沃森(JamesWatson)和弗朗西斯·克里克,在午餐时间冲进吧里,宣布他们发现了生命的奥秘。
虽然严肃紧张的美国人加上一位滔滔不绝的英国人,再时不时配上他们恼人的笑声,看起来活似一对喜剧演员,但是这一次他们可是认真的,而且他们是对的,或者应该说对了一半。
如果说生命真的有什么奥秘的话,那一定是DNA。
不过尽管沃森与克里克再聪明,当时也只知道一半答案。
其实在当天早上沃森与克里克已经知道DNA是双螺旋结构。
他们的灵感来自他们的天赋,混合了模型结构、化学推论,以及一些“偷来”
的X射线衍射照片。
面对他们当时的结论,沃森说:“太美了,这必须是对的。”
整个午餐时间里,他们越讨论就越有信心。
他们的研究结果发表在4月25日的《自然》上,是一篇只占一页篇幅的简短论文,有点像登在地方小报上的出生公告。
论文谦逊的语气极不寻常(沃森有句对克里克的评价广为人知,说他从未见过克里克谦虚的样子,然而沃森本人也没好到哪儿去),并在结尾十分委婉地写道:我们也注意到了,我们假设的这种特定配对方式,暗示了这种遗传物质可能的复制方式。
DNA是基因的物质基础,当然也就是遗传物质。
它帮地球上所有的生物编码,从人类到变形虫,从蘑菇到细菌,只有少数病毒例外。
它的双螺旋结构已经成为科学的标志,两条螺旋链彼此缠绕,一圈又一圈,直到天荒地老。
沃森与克里克展示了两条螺旋链分子层级的配对方式。
如果把这两条螺旋链分开,其中任何一条都可以作为模板,去合成另外一条,于是原来的一条双螺旋链就变成了两条双螺旋。
微生物每次增殖时要把自己的DNA传给下一代,那它只需解开自己的双螺旋链,做出两条一模一样的双螺旋链即可。
虽然复制DNA的具体分子机制十分让人头痛,但在原理上却非常完美、惊艳而且简单。
遗传密码就是一系列的字母(术语叫作碱基)。
DNA总共只有四个字母,分别是A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)以及C(胞嘧啶),不过你不必管这些化学名称。
真正的重点是,A只能和T配对,而G只能和C配对(见图2.1)。
这种配对方式是由分子形状以及成键结构决定的。
如果把一条双螺旋解开,让这些碱基露在外面。
这时每一个露出的A只可以配T,而每一个露出的G只可以配C,以此类推。
碱基对不只是彼此互补,它们是真的想要彼此结合。
对于T来说,只有和A配对的时候,它的化学生命才有意义。
如果你把这两个分子放在一起,它们的化学键会唱出完美的和弦。
这就是化学,如假包换的“基本吸引力”
。
因此DNA不只是被动复制的模板,每一条螺旋会主动放出磁力,吸引可以与自己配对的另一半。
所以把一条双螺旋拉开,它们会很快重新结合,单螺旋链会急切地寻找可以与自己配对的另一半。
一条DNA长链看起来无穷无尽。
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