基礎與生命的分子觀
基因組(genome)
如果說一個基因是一道菜譜,那麼基因組就是整本食譜:一個生物體中全部的DNA,包括每一個基因以及夾在基因之間的所有DNA。對人類而言,這意味著大約三十億個鹼基對的DNA,並被複製進身體幾乎每一個細胞裡。基因組是那座母版檔案庫,細胞在需要時從中調取所需的指令。
想像一下它的佈局會有幫助。人類基因組分佈在細胞核裡的23對染色體上,外加粒線體內一個微小而獨立的基因組。引人注目的是,其中只有一小部分——大約百分之一到百分之二——直接編碼蛋白質;其餘都是非編碼DNA,包括調控開關、永遠不會變成蛋白質的RNA基因、重複序列,以及遠古病毒留下的殘跡。把這一切統統叫作「垃圾」是一個過早的標籤,因為其中很大一部分在控制基因「何時、何處被讀取」上做著真實的工作。
基因組這一概念重組了生物學:它邀請我們把一個生物體的指令當作一個完整、有限、可讀的整體對象來研究,而不是一個基因一個基因地看。正是這一轉變讓人類基因組計畫得以構想,並催生了基因組學:在人與人、物種與物種之間比較完整基因組,尋找與疾病相關的變異,繪製調控的版圖。基因組是疆域,而單個基因是其上的地標。
你體內的每個細胞都攜帶著同一份約三十億鹼基對的基因組,然而一個神經元和一個白血球在外形和行為上毫不相像——因為它們各自從這同一份共享檔案中讀出了不同的子集。
一份基因組,多種細胞類型——差異來自「讀了什麼」,而非「存了什麼」。
基因組的大小並不反映生物體的複雜程度(即C值悖論):某些變形蟲和植物的基因組遠比我們的大。而且人類基因組的大部分是非編碼的,並不是「垃圾」——其中很大一部分在調控其餘的部分。
又稱
另見