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基因與環(huán)境的交互作用讓我們成為獨一無二的個體(1)

天才的基因 作者:(美)戴維·申克


為了能對基因有個全面的理解,我們有必要回過頭來先解釋一下基因究竟做了些什么:

基因指導蛋白質的形成。

我們身體中的每個細胞中都有一份完整的DNA雙鏈,上面依次排列了數以千計的獨立基因。每個基因都會促發(fā)氨基酸合成蛋白質。蛋白質的分子結構非常龐大,它是一種專門協(xié)助細胞形成的分子,它能傳輸生命元素,還能產生所需的化學反應。蛋白質分很多種,它們是構成人體所有一切的原料,從肌肉纖維到眼球膠原質再到血色素,無一例外。我們每個人都是蛋白質的集合。

基因包含這些蛋白質形成的指令,并指導蛋白質的形成過程(見下圖)。

但是,基因并不是影響蛋白質構成的唯一因素。我們已知,基因指令自身也要受到其他因素的影響。基因不斷地被來自環(huán)境的刺激、營養(yǎng)、荷爾蒙、神經沖動和其他基因激活或抑制(見下圖)。

這就很好地解釋了為什么身體中的每一個大腦細胞、頭發(fā)細胞或心臟細胞都包含著所有的DNA,卻有著各自不同的功能。這也很好地解釋了為什么基因上的一些微小差異就能引起如此巨大的不同:人與人之間的不同不僅僅在于基因上的微小區(qū)別,還在于每時每刻的生命活動對基因的表達造成了積極的影響。

劍橋大學生物學家帕特里克·貝特森建議我們不妨將G×E看成是制作蛋糕。讓100個廚師從幾乎相同的原料開始制造,他們最后總是會制作出品味各不相同的蛋糕。原料上的微小區(qū)別保證了差異的存在,但并不意味著就一定能形成差異。最后的差異與此過程無關。貝特森說道:“成長是一個化學過程,最終結果并不僅僅是原料的相加?!?/p>

與此相似,僅僅是某種具有基因并不會自動產生某種類型和數量的蛋白質。首先,為了促發(fā)蛋白質的合成,必須激活每個基因,也就是打開基因,讓它作出自己的“表達”。

基因學家最近進一步發(fā)現,一些數目不明的基因具有多種功能。有時候,完全相同的基因若在不同時間,以不同方式被激活,便能夠形成不同的蛋白質。

所有這一切都意味著絕大多數基因,并不能單獨決定某種性狀的形成。它們只是成長過程中的積極參與者,并且具有很大的彈性。任何一個試圖將它們描述為“指令手冊”的人,實際是極大地低估了基因在設計上的力與美。


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