2015年8月3日

DNA之外的遺傳密碼

作者/顏賢章(喜歡探索宇宙與生命的奧祕。教育理念為「實現自我、成就社會」,以孩子與學生為傲,熱愛與朋友談天和自行車運動,目前任教於成大生理所)

外星人與同卵雙胞胎
你認識任何同卵雙胞胎的兄弟或姊妹嗎?你能分辨他們嗎?你會誤認他們嗎?筆者雖然無同卵雙胞胎的兄弟,但在美國求學時,發現東方人的臉孔對一些非亞裔美國人來說,是很相似的,常會有被認錯的困擾。

如果外星人第一次拜訪地球(假設宇宙中,存在著與我們很不同的外星人),是否在他們的眼中、會認為地球上各式各樣的人種,也是很相似的呢?如果是這樣的話,他們會怎麼辨識我們?假如外星人最先碰到一對同卵雙胞胎兄弟或姊妹,是否外星人會以為他們是一樣的?或是,外星人會發現在同卵雙胞胎之間也存在著差異?如果外星人繼續參訪我們的星球,去看地球上非人類的生物,是否他們也好奇每個人種與物種間的不同與相同處?

如何產生物種的多樣性,可能是宇宙中一個最奇妙的謎題吧!

不同的人類即使帶著身材、膚色等差異,仍可以一起產生擁有生殖能力的子代,因此,人類屬於同一物種。達爾文認為物種的多樣性來自於遺傳物質的突變以及環境力量的篩選,最後藉由生殖隔離達成不同物種的形成。然而在達爾文的時代,人們並不清楚這些遺傳物質是什麼。

這樣的遺傳物質在1950年代, 被華生(James Watson)及克里克(Francis Crick)發現是一類化學物質,即是DNA(去氧核糖核酸)──由G、A、T、C 四種核苷酸所組成。這四種核苷酸以氫鍵相互吸引配對,G與C、A與T互補配對,兩股一連串的核苷酸序列形成雙股螺旋。這樣的結構特點有利於複製的進行,生物不論是行有絲分裂以產生更多的細胞、或行減數分裂以行有性生殖,皆可據此精確地傳遞遺傳訊息。

而生物如何表現其遺傳訊息呢?克里克進而提出「中心法則」:由DNA上的基因轉錄成RNA(核糖核酸);RNA可以轉譯出具有不同功能的蛋白質,這些蛋白質決定了生物的性狀。因此,基因序列的不同會影響蛋白質的表現,這些蛋白質的質與量、表現時間與位置的調控又決定了生物的生理功能。例如,肌肉組織的形成需要有特定的轉錄因子以促成特定的肌原纖維蛋白的產生,達成肌肉可以伸縮的功能。......【更多內容請閱讀科學月刊第548期】

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