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从肥皂泡到生命过程:杨玉良教授在中科院第12次院士大会的讲演
2004-12-08  来源:中国聚合物网

    我们先来看一下在生命过程中,基因究竟做了什么?按照生物学的“中心信条”,DNA作为遗传基因的载体,它将遗传基因转录到RNA,然后由RNA将遗传基因翻译成为蛋白。这些蛋白可以是一些具有催化作用的酶,它们使大量的代谢反应等生化反应得以进行。这些蛋白也可以是生物膜上的一些水或离子的通道或是其它一些特定功能的蛋白,它们在生命过程中扮演着各自的角色,通常被称为基因的表达。因此,不难看出,即使在人类基因组计划完成后,甚至所谓的蛋白质组计划也得以完成后,对基因表达的细节不会带来太大的帮助。纵然,人们可以通过基因剔除的办法来获取某一基因的表达形式,但该过程完全如同一个黑匣子,对该黑匣子输入一个信号就可获得一个输出,但对中间过程全然不知。显然,黑匣子不打开,神创论就容易抬头,就会有《审判达尔文》和《达尔文的黑匣子》之类的书的问世。这些书的作者注意到细菌鞭毛系统的精巧组装或是凝血机制的精妙平衡,于是就认为其必定经由超智能的设计。

    我在这里想要说明的是:基因似乎仅直接管到蛋白质合成。蛋白质合成以后的生命过程似乎与基因并没有直接关系,而数学、物理和化学规律将在这个过程中起到支配的作用。因此,我们有必要设法打开这个黑匣子。我比较赞同英国数学家I.Stewart在他的《生命的第二重秘密》一书中所表述的观点。他说:“为了弄清生命的本质,人们千方百计地急于查看生命的DNA密码序列,DNA序列安排得井井有条,然而生命科学本身却乱麻一团。几乎只需用一组符号就能够把DNA表达得一清二楚,而对于其物理特征来讲,哪怕是将其陈述一遍也要涉及到高等数学。……物理是彻底地遵循数学的方程形式,生物学却我行我素杂乱无章,完全听命于冲动与幻想。”难道不是吗?当我们打开一本诸如《细胞生物学》的生命科学的教材,凭我的化学知识从第一页看到最后一页没有任何困难,困难在于得记住许多庞杂的东西。有时,你的感觉像是看彩色连环画。难道数学和物理等严密科学在面对生命体系时就必定显得无能为力吗?

    毋庸讳言,基因对于地球生命而言有根本的意义,但生命的有些奥秘比遗传密码埋藏得更深。在生物形态发生和行为的过程中,基因的作用被夸大了。我想说明,恐怕基因不是最基本的定律,注意我用的是“定律”,而定律通过基因发挥作用。定律在英语里是Law,具有法的地位。然而,在当前的生命科学里没有定律,因此把CentralDogma译为“中心法则”并不恰当,因为它不具备法则的全部特征,它只是一种信条。DNA更不是定律,是一个密码系统,需要根据物理定律来解码。换言之,生命过程毕竟不能违反物理定律,生物学所作的一切都要受到物理定律的限制。

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