柯克教授讓遺傳學像ACGT一樣簡單。
—謝默斯·柯克[1]
我的朋友兼同事史蒂夫·威瑟斯(Steve Withers)也是一位遺傳學家,他經常說別人的大腦“有一顆行星那麽大”。很多人覺得研究遺傳學令人頭大,它似乎總給人一種高深莫測的感覺,但事實證明這完全是假象。遺傳學其實非常簡單,如果你能夠在高中畢業之前輕鬆駕馭小學數學,那麽掌握遺傳學的要領也不在話下。
為什麽人們會覺得遺傳學很難呢?也許隻是因為它包含了大量的細節。遺傳病有成千上萬種,它們的嚴重程度各不相同,很多病症之間還會相互交疊。要想充分認識遺傳疾病,了解細胞的工作機製必不可少,而其中又包含了海量的信息。不過,這都是信息的疊加罷了,其中的每一部分理解起來都很容易。
要證明這點不難。遺傳學中最重要的信息,也許莫過於DNA與蛋白質的關係。這種關係和字母與單詞的關係類似,但要簡單得多。論據如下:
人體內的很多物質都由蛋白質構成。蛋白質是構成人體細胞的基本物質,也是細胞間質的組成成分。人體的任何生命活動都離不開蛋白質的參與。打個比方,假如你體內的細胞想要造一輛汽車,它需要的每一個機械配件和電子零部件都是由蛋白質構成的,而且不僅僅是這些零件,連你用於停放汽車的車庫也是如此。蛋白質本身則是由氨基酸組成的。
脫氧核糖核酸(DNA)是一種攜帶遺傳信息的化學物質。這些信息用隻有四個字母的字母表記錄,即A、C、G、T。它們分別代表腺嘌呤(adenine)、胞嘧啶(cytosine)、鳥嘌呤(guanine)和胸腺嘧啶(thymine)四種堿基(nucleobases)[2],是DNA的化學組成部分。
與英語不同,DNA的語言隻有21個單詞。它們的拚寫通常包含3個堿基—這是一種三聯體密碼。在英文中,“CAT”是一種毛茸茸的寵物,但在DNA語言中,它代表的是一種叫組氨酸(histidine)的氨基酸。這套語言中一共有20種氨基酸,而第21個單詞是“終止”。基因是編碼特定蛋白質的一段DNA序列。也就是說,它是一串三聯體密碼,表示“先是一個組氨酸”,“再加一個甘氨酸(glycine)”,然後“再來一個脯氨酸(proline)”:“好了,停!”