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以人的基因组为例,里面有将近30亿个字母,术语记为3Gb。
等于说单个细胞核里就含有30亿个字母,打印出来的话,一个人的基因组可以填满200册书,每一册都和电话簿一样厚。
不过人类的基因组绝对不是世上最大的,你或许会很惊讶,世界纪录保持者是一只小小的变形虫——无恒变形虫,它巨大的基因组包含了670Gb,大约是人类基因组的220倍。
但是这些基因组里面似乎大部分都是“垃圾”
,并不负责制造任何东西。
图2.1 DNA的碱基配对。
这些不同字母的几何图案代表的意义是:A只能和T配对,而G只能和C配对。
每次细胞分裂的时候,它就会复制所有的DNA,整个过程耗费好几个小时。
人体是由15万亿细胞组成的怪物,每个细胞都带有相同的DNA模板(其实应该说有两份)。
从一个受精卵发育成人,这套双螺旋长链要被解开,当作模板至少复制15万亿次(真正的次数当然远多于此,因为还要加上细胞死亡、替换等因素)。
细胞复制的精确度堪称奇迹,它要把这些DNA长链从头按顺序写起,每写10亿个字母才出一次错。
用人类抄书来做比较的话,那就等于要把整本《圣经》抄280次才错一个字母。
而人类抄写的精确度远低于此。
现在已知被保存下来的手抄本《新约全书》约2.4万本,没有任何两本是完全相同的。
然而在每条DNA里,还是会夹杂一些错误,这是因为基因组实在是太大了。
一个字母被抄写错误的情况,叫作点突变。
每次人类细胞分裂时,整套染色体里面大概会有3个点突变。
细胞分裂的次数越多,错误累积越多,最终就可能引发癌症这类疾病。
突变也可能传给下一代。
对女性来说,如果一个受精卵将发育成女性,那之后大约要经过至少30次细胞分裂才会形成一个新的卵细胞,每次分裂都会累积一些错误。
男性更糟,因为细胞至少要经过100次分裂才可以产生**,而每次分裂大自然都会无情地加入一些突变。
由于男性终生都可以制造**,所以随着男性年龄的增加,**经过一轮又一轮的细胞分裂,情况只会越来越糟。
正如遗传学家詹姆斯·克罗(JamesCrow)所说:老男人的**是威胁整个族群健康的最大突变灾难。
不过就算是一般年轻夫妻所生的小孩,也比他们父母多大约200处突变,但其中只有少数可以造成直接损害。
[1]
尽管细胞复制DNA的准确度极高,还是会发生改变。
每一代的基因都和上一代不同,不仅仅因为我们的基因混合了父母双方的,而且因为我们都携带了新的突变。
大部分的突变都是前面提到的点突变,只有几个字母被替换掉了。
不过少数突变十分剧烈,有时候染色体复制好了另一份却没有分开;有时候整段DNA序列缺失不见;有时候病毒感染会插入许多新的片段;有时候部分染色体会整段颠倒,里面的DNA序列也颠倒了。
各式各样的突变都可能发生,不过最严重的突变往往会让个体无法生存。
如果能看到染色体的话,会发现它们像**的蛇窝一般,带着条纹的染色体不断结合再分开,无休无止。
自然选择会把绝大多数的突变怪物都剔除掉,因此起着稳固的作用。
也就是说,DNA长链会扭曲变形,而自然选择则将它们重新整理归位,把所有好的变异都留下来,抛弃严重的错误或改变。
而比较轻微的突变,则有可能导致日后的疾病。
当报纸杂志上出现和基因有关的文章时,大概都不是在谈DNA字母突变的问题,而是DNA独特的排序。
比如DNA指纹,它可以用来鉴定亲缘,弹劾有性丑闻的总统,也可以在刑案发生几十年后揪出嫌疑犯。
这是由于每个个体之间DNA序列都存在差异。
DNA序列如此不同,我们每个人都有一套独一无二的DNA指纹。
受到这些细微差异的影响,我们每个人对于各种疾病的耐受力也不同。
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