首頁 40億年地球生命簡史

第四章 複雜細胞——命運的邂逅2

不管原因是什麽,最早的真核細胞始祖現在要麵臨一個難解的麻煩。它被大量的內含子侵擾,而且因為RNA剪刀切去它們的動作不夠快,很多內含子已經製造出一堆蛋白質了。這不一定會造成細胞死亡,因為無用的蛋白質最終會被分解掉,而慢速剪刀最終也會完成工作,讓細胞開始製造好的蛋白質。不過就算不會造成死亡,也必定是極為可怕的災難。而解決之道就在眼前。根據馬丁與庫寧的想法,要重建秩序最簡單的方法,就是確保RNA剪刀有足夠的時間,可以在核糖體開始製造蛋白質以前把工作做完。換句話說,就是要確保帶著內含子的RNA,會先經過剪刀處理,然後才送給核糖體。對細胞而言,隻要區隔體內空間,把核糖體和鄰近的DNA分開,就可以爭取到足夠的時間。用什麽來分區呢?就用有洞的膜!隻要征召現成的膜把基因包在裏麵,然後確保上麵有足夠的孔洞可以把RNA送出去,這樣一切就完美了。因此,用來定義真核細胞的那個細胞核,並不是為了保護基因而產生的,根據馬丁與庫寧的說法,那是用來屏蔽細胞質裏的蛋白質製造工廠的。

這個解決之道看起來是有點粗暴,但是它馬上就體現出優勢了。一旦跳躍基因不再構成威脅,內含子就變成一個好東西。一個原因是,它讓基因以新鮮的方式組合,拚貼出各種有潛力的蛋白質,而這正是現在真核細胞基因的一大特色。如果一個基因被內含子分隔成五段,隨著剪切內含子方式的不同,我們可以用同一個基因做出好幾種相關蛋白質。在人類基因組裏麵大約隻有2.5萬個基因,用這種方法卻可以做出至少6萬種不同的蛋白質,多麽豐富的變化呀!如果說細菌是終極保守者,那內含子就讓真核細胞變成激進的革命者。

跳躍基因帶來的第二個好處,就是幫助真核細胞擴充它的基因組。一旦適應了吞噬細胞的生活形態,真核細胞就擺脫了細菌時代那永無止境的勞役狀態,不必為快速繁殖持續瘦身。真核細胞不再需要和細菌競爭,它隻要在閑暇的時候吃一下細菌,消化它們即可。一旦不需要快速繁殖,真核細胞就可以開始累積DNA,直到難以想象的複雜度。跳躍基因幫助真核細胞擴充的基因庫,比細菌多了數千倍。雖然大部分的DNA和垃圾沒什麽兩樣,有一些卻可以成為新的基因或成為調控基因。之後複雜性的增加,隻不過是擴充基因庫不可避免的副作用。