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DNA是首藏头诗

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发表于 2008-3-5 11:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
  大自然用四个字在生物体内写了一篇冗长枯燥的文章,但人们在上面发现了神奇的基因,这篇文章开始变得像诗歌一般优美,而现在,科学家们又发现这首诗的含义远不止字面上的描绘,在每个语句之中,还另有乾坤。
DNA是首藏头诗


                                 狄天阳/文


  藏头诗,又名“藏头格”,是杂体诗中的一种,它将作者要表达的内容按顺序嵌入诗句中。比如每句的第一个字连起来读,就可以传达出某种隐含的意义。

  《水浒传》里“吴用智赚玉麒麟”一回中,梁山众人为了拉卢俊义入伙,“智多星”吴用和“及时雨”宋江便使用了藏头诗的手法。当时卢俊义正在躲避“血光之灾”,吴用题诗于卢俊义家的墙壁上:“芦花丛里一扁舟,俊杰俄从此地游。义士若能知此理,反躬逃难自无忧。”诗句中暗藏了“卢俊义反”四字,广为传播。结果,这成了官府治罪的证据,终于成功地把卢俊义“逼”上了梁山。

  四行诗句中,每句首字除了自己在诗句中的“本职工作”外,又与另外几个首字组合出一句新的话语,这四个字都承担了“双重任务”。那么,细胞核中的DNA又是如何表达自己的多重含义呢?

基因之诗——DNA的第一类编码

小贴士:组蛋白
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,大约每150对碱基与1个组蛋白结合,基因由组蛋白串起来,像珍珠一样沿着整条DNA长链进行排列。


  众所周知,生物的遗传物质DNA是由代号为A、T、C、G的四种碱基排列而成的生命天书,它包含了生命存在的一切秘密,这篇长长的文章中含有一段段有意义的语句——基因,正是这些基因决定了生物的生老病死。


  由于遗传物质太重要了,因此生物体采取了多种方法对DNA进行保护,细胞核的作用之一就是保护遗传物质。此外,DNA又将自己缠绕在一些特定的蛋白质——组蛋白上,形成核小体,

  DNA在核小体的基础上,继续缠绕折叠,珍珠链绕成了珍珠麻花,两条麻花再绕成更大的麻花,如此下去,伸展开足有1米长的DNA链绕成很短的丝状染色质,尺寸只有纳米级,被轻松地放进小小的细胞核里。

  如此一来,弱不禁风的DNA双螺旋变成了粗壮的染色体,对DNA威胁巨大的细胞内水波剪切力也变得不足为惧。核小体显然是保护DNA的首要功臣,但是科学家们发现,覆盖了整个染色质的核小体的分布并不是随机的、均匀的。核小体的这种非随机性的分布似乎有着某种特别的意义,到底是什么决定了核小体在何时、何处,怎样沿着DNA链进行定位的呢?

诗面之上的含义——DNA的第二类编码

  用遗传密码来形容DNA真是十分贴切,科学家们总是可以在DNA中发现一个又一个的秘密。现在,以色列和美国的研究人员又揭示出了新的秘密。他们分析了酵母菌的基因组中约200个核小体的位置,发现有一个暗含的模式决定着核小体的分布。DNA链上有些地方更容易发生弯折,而核小体的分布恰好能让DNA紧紧地缠绕着核小体,保持稳定而不断裂。同时,在DNA链上,每隔10个碱基就出现一个特殊的指令信号,这种信号有规则地循环,就像藏头诗中每行的第一个汉字一样,决定了核小体该怎么分布。科学家甚至能观察都一段DNA碱基排列后,就精确地推测出酵母菌细胞中大量核小体的位置。


  这些信号就是DNA的第二类编码,作为遗传物质,它们一方面加入到生产蛋白质的工作中,另一方面,它们还控制着核小体的位置。第二类编码也许能够帮助科学家解释一些难题,比如科学家过去发现,生物体的每个细胞都拥有一套完整的基因组,然而在生命的大部分时间里,生物只让部分基因发挥它们的功能。而现在,科学家明白了,也许那些没有发挥功能的基因就像藏头诗一样,另有大用,而不是闲呆在DNA链上无所事事。


与基因的接头暗号——藏头诗的大用处

  在生物细胞中,DNA上的基因的指令要通过一些叫做转录因子的物质传达出去。研究人员发现,核小体一个个比邻排列,相邻核小体之间,有一段DNA链的自由区域,一般约有20个碱基那么长,过去人们一直不明白这些碱基有什么用,第
二类编码的发现让人们恍然大悟,原来在不同核小体之间的染色体片断上,含有转录因子与基因的“接头暗号“。

  正是在这些不受限制的核小体自由区域,允许它们接受不同转录因子的引导,让遗传信息的复制可以正常起始,进而去掉结合在相关基因上的核小体,让基因表达得以顺利进行。并且由于其他位置核小体的存在,使DNA链上的无关基因并不会受到影响。这一发现对基因调控、基因改造等研究领域可谓意义重大,使人们在基因工程的可操作性上又大大迈进一步。

  此外,研究人员认为,由于核小体结构存在于大多数真核生物细胞中,它们识别出来的遗传代码应该存在于包括人类在内的许多生物之中。有些疾病,如癌症就是由基因突变,或染色体形态的改变引起的。研究人员认为核小体的定位代码有助于揭示许多疾病的病理。

  藏头诗用它巧妙的诗句结构,以简练的语句表达了丰富而多层次的含义,人类创造藏头诗的历史不过千百年,而更加精巧的语句结构却在大自然的生命体内存在了至少上亿年,自然的智慧与想像力真是让人叹为观止。
发表于 2008-11-15 05:36 | 显示全部楼层
有意思,从不同的层面看染色体,创意!
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