基因启示录

• 花城酱

  2021-11-11
  关于现代智人基因组里的这些尼安德特人的DNA究竟对现代智人有什么影响，我们还不知道。不过可以推测，在4万年前的那段日子里，现代智人和尼安德特人在生物学上几平没有差别。在生物学上，如果两个物种的基因差过大，比如说一个有23对染色体的生物和另外一个有22对染色体的生物，它们之间是不可能繁殖出后代的，即使能繁殖，它们的后代也不可能产生下代，因为无法顺利产生正常的生殖细胞。比如说，马的染色体有32对，而驴的染色体有31对，马和驴交配产生的骡子的染色体有63个，染色体成了单数，就没法进行同源染色体配对。从第一部分的知识里我们可以知道，这样的生物可以存活，但是无法产生生殖细胞，因此无法繁殖后代。
• 花城酱

  2021-11-11
  1。染色体的排列组合和交叉互换能让子代获得更丰富的基因组合，增强适应大自然的能力，但是并没有产生新基因。2。基因重组通过外显子洗牌完成，整个过程能够产生新基因。这种方式可以使基因快速获得新功能，加快基因演化的进程。
• 花城酱

  2021-11-11
  这里我需要强调一下，基因重组与前面提到的染色体排列组合和交叉互换存在根本的区别。在染色体排列组合和交互过程中，基因是作为整体被互换的，染色体的排列组合和交互換并不会改变基因本身。而最新发现的这种以外显子为单元的基因重组，能真正实现让基因迭代更新，产生新基因。
• 花城酱

  2021-11-11
  就染色体的随机洗牌而言，我拿负责酒精代谢的乙醛脱酶基因作为例子进行说明。前文中我们提到过，如果一个人的乙醛脱氢酶基因的一个关键碱基是G，则他代谢酒精的速度快，不容易喝醉。如果一个人的对应碱基是A，则他代谢酒精的速度慢，容易醉。但是不要忘记，我们说过，人是双倍体。每个人都有两份乙醛脱氢酶基因，一份遗传自父亲，一份遗传自母亲。虽然乙醛脱氢酶基因的关键碱基只有两个版本，G或者A，但如果按照喝酒的能力分应该有三种人。第一种是GG，他们的两份乙醛脱氢酶关键碱基都是G，所以他们超级能喝、千杯不倒。第二种是GA，他们的两份乙醛脱氢酶关键碱基一份是A，一份是G，他们属于勉强可以喝两口的。第三种是A，他们的乙醛脱氢酶关键碱基都是A，这种人基本上一杯就倒。
• 花城酱

  2021-11-11
  那有性繁殖是如何让后代的基因更为丰富的呢？有两种途径，第一种是染色体的随机洗牌，第二种是染色体交叉互换。
• 花城酱

  2021-11-11
  这30亿个碱基对组成的DNA长链并非是一整条，而是在漫长的生物演化过程中被慢慢分开，打成了23个包，打包的材料是蛋白质。由DNA与蛋白质构成的包裹可以被化学染料染色。1879年，德国生物学家弗莱明在显微镜下看到了这个结构，并将其命名为“染色体”（见图5-3）。接下来，科学家按照显微镜下染色体个头的大小，从大到小，依次将其命名为第1号染色体、第2号染色体、第3号染色体…一直到第22号染色体，而第23号染色体最为特殊，我们需要单独来看（见图5-4）。
• 花城酱

  2021-11-11
  人类的DNA具有由A、T、G、C四种碱基组成的双螺旋结构，严格说来是由两条各包含30亿个碱基的长链螺旋构成（见图5-2）。之所以能形成稳定的双链，是由于碱基的化学特性—A与T之间、G与C之间能够通过特别牢固的化学作用连接在一起。也正是因为这两条碱基长链相互配对的原理，我们知道了一条碱基链的信息，就等于知道了另外一条碱基链的信息。因此，我们把由30亿个DNA碱基对组成的整体称为基因组。
• 花城酱

  2021-11-11
  1。基因的代更新有突变和重组两种方式2。基因突变是指DNA复制时发生的错误。虽然它有可能导致癌症，但也正是因为突变，才强化了物种的演化优势。3。生物体保存基因的策略是尽快将其传递给下一代。因为基因会被外界环境毒害，被放射性物质与化学物质破坏。4。即使外界环境十分安全，生物体的基因也会缓慢发生突变，因此生物体的寿命越长，患上癌症的概率就越大。癌症是基因突变导致的疾病。
• 花城酱

  2021-11-11
  1。基因最核心的工作是生产蛋白质。基因的角色有三种，笔者、工人和信号兵。细胞外的信号由信号兵传给管者，然后管理者负责下达开关命令，由工人基因生产出蛋白质，实现有机体的生理功能。2。基因的管理是层层分级的。上级管理者基因负责打开或关下级管理者基因，最顶层的是首席执行官基因。每一种经胞的命运都是由首席执行官基因来决定的。3。研究发现，我们能把终端分化细胞变回干细胞，也能把一种细胞直接转变为另外一种细胞。转变细胞命运的干细胞疗法可以用于治疗那些目前无药可治的疾病。
• 花城酱

  2021-11-11
  基因最核心的工作是什么？就是生产蛋白质。科学家把这个工作形象地称为开关，被打开的意思就是基因正在工作，产生蛋白质；被关闭的意思就是基因停止工作，不产生蛋白质。在上一章，我们说了基因产生蛋白质有两个步骤。第一步是细胞核里的基因会被蛋白质按照A、T、G、C的顺序合成信使RNA。第二步是信使RNA会被运送出细胞核，在细胞质里产出蛋白质，组成细胞的各种成分，运送到需要的地方去行使生理功能。
• 花城酱

  2021-11-11
  尽管看上去非常复杂，但是基因也会像编码大肠杄趋利避害的习性那样来编码人类个体对社会环境做出的种种反应。你喜欢参加派对还是宅在家里，对人是热情还是冷漠，在政治上是保守派还是自由派，这些其实都作为个人对外界环境产生的行为反应过程，被基因所编码
• 花城酱

  2021-11-11
  行为认知能力看起来很高级、很复杂，其实背后的逻辑很简单。所有的行为都遵循一个三级反应链：第一级，感受信息；第二级，判断抉择；第三级，做出反应。不管是单细胞生物，还是哺乳动物，甚至人类都遵循这一原则。感受信息需要感受器，判断抉择要处理器，做出反应需要反应器，这些器官都由蛋白质构成，而这些蛋白质都是基因编码的，这就是基因决定行为认知能力的基本逻辑。如果基因发生了变化，我们的行为认知能力就会随之发生改变。
• 花城酱

  2021-11-11
  并没有被装载在精子和卵子里，而DNA又不会自己读自己，那谁来负责读取生命的第一个基因信息呢？有一本书叫《从0到1》，书中提出，从1到无穷大比较容易实现，而从0到1这个过程最为艰难，这个观点在生物学中是非常正确的。最新的科学研究表明，读取生命第一个基因信息的，是卵细胞里的信使RNA。这些信使RNA就像是卵子的娘家带来的彩礼，肩负着启动新生命的重任。它们自己先翻译成为蛋白质，然后去读取生命剧本的第一行字，开启生命最初的信息传递。
• 花城酱

  2021-11-11
  但这里有个问题，在细胞一分为二的时候，基因也被完整复制了一份，所以最初受精卵里的基因和后来形成体内所有细胞里的基因其实都是一模一样的。那么，为什么不同细胞里面的蛋白质不一样呢？因为每个细胞每时每刻只有不到一半的基因在表达蛋白质。在不同的细胞中，这些正在表达蛋白质的基因并不相同，所以不同的细胞会含有不同的蛋白质。
• 花城酱

  2021-11-11
  后来人们知道，受精卵里并没有藏着小人。真实的故事是这样的，受精卵会不停地分裂（见图2-1），一分为二、二分为四、四分为八、八分为十六…一直分裂出人体里的大约50万亿个细胞。当受精卵分裂为八个细胞的时候，每个细胞还是一模一样的。但是从八个细胞以后，每一个细胞的命运就发生了变化，变得五花八门。
• 花城酱

  2021-11-11
  一项最新的科学研究用数十万人的基因组数据与他们的家庭收入做了相关性分析，结果发现基因与家庭收入的关联程度非常低。换句话说，人生的事业成功与财富积累并不是基因给你的，或者说光靠基因还远远不够。基因给了你能力，但幸福还是奋斗出来的。好，让我们回到最初的问题，基因对生命的作用有多大呢？现在答案应该已经很明显了，基因就是生命舞台上的绝对主角。基因不仅决定了我们身体结构，还决定着我们的行为认知能力。基因事关每个人的命运，人类和基因的精彩故事也才刚刚开始。我想借用一句自己很喜欢的斯多葛学派的名言来与你共勉，“给我胸怀接受我不能改变的基因，给我勇气改变我能改变的命运”。希望这本书能带给你智慧，去分辨这两者的区别。
• 花城酱

  2021-11-11
  举个例子，有人酒量好，喝酒脸不红头不晕，那是因为他们体内负责分解酒精和消化酒精代谢产物的蛋白酶活性很高。酒精的化学成分是乙醇，乙醇进入体内以后首先会被代谢成乙醛，让我们脸红头晕的就是乙醛，而且乙醛对人体全身上下都会产生一定的毒性。能将乙醛代谢为无害的乙酸就要靠一种蛋白酶—乙醛脱氢酶。代谢酒精最关键的蛋白酶，也是决定酒量的蛋白酶是乙醛脱氢酶，而活性高与活性低的差别就体现在编码乙醛脱酶基因的一个碱基上，酒量好的人这个碱基是G，而酒量差的人这个碱基则是A。含有G碱基的基因产生的乙醛脱酶活力很高，代谢酒精很快；而含有A碱基的基因产生的乙醛脱氢酶活力则偏低，分解酒精代谢产物的能力很差。如果乙醛脱氢酶的活力差，一喝酒大脑里就充满了乙醛，人就会脸红头晕，也就是醉酒。从这个例子你可以看到，因为乙醛脱氢是基因编码的，所以酒量是天生的，后天可练不出来。
• 花城酱

  2021-11-11
  基因是DNA这本书中有特殊意义的一些片段（见图1-3）。有的基因比较小，有数百个字符；有的基因则很大，有数干个字符。有特殊意义的意思是，这些DNA片段负责编码蛋白质的信息，一个基因编码一个蛋白质（见图1-4）。
• 花城酱

  2021-11-11
  DNA是一部用4个字符写成的书ーA、T、G、C，代表着DNA的4种化学成分，学名叫碱基。不管DNA这本书里有多少字词、多少句子，翻来覆去就是这4个字符，就像无限不循环的圆周率（见图1-2）。不过，DNA并不是无限的，人类的DNA总长度为30亿个碱基对。
• 花城酱

  2021-11-11
  基因是编码蛋白质的DNA片段所有生物都是由细胞组成的，DNA是细胞核里的一团酸性化学物质，呈双螺旋结构（见图1-1），DNA就是生物界的遗传物质。