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(一) 每一位成年人體內約有一百萬億(100,000,000,000,000)個細胞, 除了紅血球外,每一個細胞的中心都有一個非常重要的細胞核。細胞內的細胞核就等如軍隊裏的司令部,負責指揮及調控細胞內不停進行的活動。在直徑僅有約六微米(一微米等如千分之一毫米)的細胞核內,長達一點八米的脫氧核醣核酸(DNA)有條不紊地繞在五種不同的蛋白上,形成二十三對染色體,DNA的長度整整壓縮了三十萬倍, 但居然仍能運用自如,你看厲不厲害!
(三) 細胞中的DNA可轉錄成訊息核醣核酸(mRNA),再經翻譯後便形成細胞中極為重要的蛋白,這些蛋白有些可作為酵素,合成細胞內各樣必需的分子,也有一些蛋白可發揮結構, 運輸及調控等功能。人體內約有二百種不同的細胞, 在身體內扮演不同的角色,彼此協調,合作無間,但不同種類的細胞內居然有完全相同的DNA組合及排列,你說奇不奇怪?究竟怎樣能從單一的基因組形成各種各樣不同的細胞依然是今日生命科學研究裏的一個熱門課題。 (四) 筆者在大學裏任教的其中一個科目是生命成長中的基因調控,在課堂裏我經常以青蛙的成長作為例子,因為青蛙的成長過程實在是奇妙而又有趣。青蛙卵在水中由受精開始經一百一十小時便能形成一條擁有約一百萬個細胞及懂得覓食的小蝌蚪,在整個過程裏完全不需要外力幫助,全憑受精卵內DNA中的基因資料控制,而最後產生的蝌蚪無論在細胞數目及位置上都分毫不差,難怪有人將DNA內的基因資料比喻為一個非常巨大而又精確無比的電腦程式,當生命成長時這程式便被啟動及自動執行,指令整個細胞分裂,演化及移動的過程。 人類基因圖譜基本上已完全解讀(註二),初步發現人類DNA中只有約三萬個基因,比起果蠅的一萬三千六百個基因多不了許多,所以有人說人類也不是怎樣了不起。說這話的人實在是忽略了一個非常重要的科學事實,這就是由基因所產生的蛋白並不是單獨作用的,而是相互合作及影響。各位同學可以試玩一個遊戲,將A,B,C,D四個字母寫在紙在,然後將各字母用線連起來,看看有多少條線?是不是六條呢!那麼六個字母又如何?你會發現線的數目已增加到十五條了, 若然讀者是高年級的同學, 你自然很快便可以求得13,600及30,000個蛋白分別最多要以92,473,200及449,985,000條線連接(註三), 當中相差幾達五倍。精明的讀者當然會想到不是每個蛋白皆會與所有其他蛋白有關繫,而果蠅與人類蛋白的關聯程度亦可能有很大的差別。筆者只是想透過這遊戲表明不能單從基因的數目作出發點,而是要從蛋白網絡中的關聯程度去衡量生物的複雜性。從以上的數字你可以預計到解讀人類蛋白的相互關係將會是本世紀生命科學的至艱鉅任務, 你願意加入這個任務的行列嗎?
註一: 你可以藉以下的連結觀看整個記者會的現場錄影:
註二: 人類的基因圖譜的解讀工作已經大致完成, 並於二零零一年二月中分別於兩份科學期刊公佈, 詳情可參閱以下三個網頁:
註三: 用以計算數目的方程式為
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