從肥皂泡到生命過程:楊玉良教授在中科院第12次院士大會的講演
2004-12-08 來源:中國聚合物網
我們先來看一下在生命過程中,基因究竟做了什么?按照生物學的“中心信條”,DNA作為遺傳基因的載體,它將遺傳基因轉錄到RNA,然后由RNA將遺傳基因翻譯成為蛋白。這些蛋白可以是一些具有催化作用的酶,它們使大量的代謝反應等生化反應得以進行。這些蛋白也可以是生物膜上的一些水或離子的通道或是其它一些特定功能的蛋白,它們在生命過程中扮演著各自的角色,通常被稱為基因的表達。因此,不難看出,即使在人類基因組計劃完成后,甚至所謂的蛋白質組計劃也得以完成后,對基因表達的細節不會帶來太大的幫助。縱然,人們可以通過基因剔除的辦法來獲取某一基因的表達形式,但該過程完全如同一個黑匣子,對該黑匣子輸入一個信號就可獲得一個輸出,但對中間過程全然不知。顯然,黑匣子不打開,神創論就容易抬頭,就會有《審判達爾文》和《達爾文的黑匣子》之類的書的問世。這些書的作者注意到細菌鞭毛系統的精巧組裝或是凝血機制的精妙平衡,于是就認為其必定經由超智能的設計。
我在這里想要說明的是:基因似乎僅直接管到蛋白質合成。蛋白質合成以后的生命過程似乎與基因并沒有直接關系,而數學、物理和化學規律將在這個過程中起到支配的作用。因此,我們有必要設法打開這個黑匣子。我比較贊同英國數學家I.Stewart在他的《生命的第二重秘密》一書中所表述的觀點。他說:“為了弄清生命的本質,人們千方百計地急于查看生命的DNA密碼序列,DNA序列安排得井井有條,然而生命科學本身卻亂麻一團。幾乎只需用一組符號就能夠把DNA表達得一清二楚,而對于其物理特征來講,哪怕是將其陳述一遍也要涉及到高等數學。……物理是徹底地遵循數學的方程形式,生物學卻我行我素雜亂無章,完全聽命于沖動與幻想。”難道不是嗎?當我們打開一本諸如《細胞生物學》的生命科學的教材,憑我的化學知識從第一頁看到最后一頁沒有任何困難,困難在于得記住許多龐雜的東西。有時,你的感覺像是看彩色連環畫。難道數學和物理等嚴密科學在面對生命體系時就必定顯得無能為力嗎?
毋庸諱言,基因對于地球生命而言有根本的意義,但生命的有些奧秘比遺傳密碼埋藏得更深。在生物形態發生和行為的過程中,基因的作用被夸大了。我想說明,恐怕基因不是最基本的定律,注意我用的是“定律”,而定律通過基因發揮作用。定律在英語里是Law,具有法的地位。然而,在當前的生命科學里沒有定律,因此把CentralDogma譯為“中心法則”并不恰當,因為它不具備法則的全部特征,它只是一種信條。DNA更不是定律,是一個密碼系統,需要根據物理定律來解碼。換言之,生命過程畢竟不能違反物理定律,生物學所作的一切都要受到物理定律的限制。
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