基因、脫氧核糖核酸與你
請端詳一下鏡子中的你。看看你一雙眼睛的顏色、你的髮質、膚色和身形,再想想你個人的天賦才幹。為什麼你的樣子是這樣的呢?你個人的特質、才幹又從哪裡來?今天,科學家通過研究遺傳學和後天環境對人的影響,對於上述問題都已經有了答案。
你也許嘀咕:「遺傳學?這個課題聽起來太『科學』、太難懂了!」但是,你可曾跟朋友說,她一雙碧綠的眼睛跟她爸爸的一模一樣,而一頭紅髮、一臉兒的雀斑卻跟她媽媽的沒兩樣?若然,你已經知道有關遺傳學的一個基本事實,也就是,兒女會繼承父母外貌上的特徵。另外,你要是認識遺傳學,你也許就會認真考慮一下生命的起源——生命到底是從創造還是進化而來。讓我們先看看,遺傳信息是怎樣世代相傳的。
人體是由一些細小、有生命稱為細胞的單位構成的。據估計,人體大約由100萬億個細胞組成。在細胞的細胞核內,有成千上萬個基因。基因是個別的遺傳單位。它們操控著細胞,從而決定人的若干特徵。有些基因決定人的血型,有些決定髮質或眼睛的顏色,依此類推。因此,每個細胞都擁有一張袖珍的藍圖,即一套由基因組成的遺傳密碼。這套密碼含有人體發育、修復和運作所需的全部指示。(請參看第5頁的插圖。)這一切都是碰巧產生的嗎?
端倪漸露
公元前4世紀,亞里士多德猜想人的特徵是通過血液傳給下一代的。此後一千多年,人們大都認同這個說法。由於說法深入民心,人們甚至把親屬稱為是同一血統或有血緣關係的人。
17世紀,科學家發現了精子細胞和卵細胞,至於它們的功用,他們卻不甚了了。有些人以為,精子或卵子裡面藏著一些細小、發育完成的生物。到了18世紀,研究人員才發現精子跟卵子結合而形成胚胎。不過,這跟遺傳的真相依然相去甚遠。
1866年,奧地利修士格雷戈爾·孟德爾終於發表第一套正確的遺傳學理論。孟德爾用豌豆進行試驗,發現性細胞中隱藏著一些他稱之為「明顯的遺傳元素」,還斷定這些「元素」是負責傳遞特徵的。孟德爾口中「明顯的遺傳元素」,就是今天所說的基因了。
大約1910年,人們發現基因是在稱為染色體的細胞結構上面的。染色體主要由蛋白質和脫氧核糖核酸(英語簡稱DNA)構成。科學家早已知道,在細胞其他功能方面,蛋白質都起著重要的作用,因此往後多年,他們都假定染色體內的蛋白質儲存著遺傳資料。1944年,研究人員首次提出證據,證實構成基因的是脫氧核糖核酸而不是蛋白質。
1953年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克也發現,脫氧核糖核酸分子是一些呈螺旋形的線狀物,這個發現使人類在解開生命之謎方面向前跨進了一大步。