基础与生命的分子观
基因组(genome)
如果说一个基因是一道菜谱,那么基因组就是整本食谱:一个生物体中全部的DNA,包括每一个基因以及夹在基因之间的所有DNA。对人类而言,这意味着大约三十亿个碱基对的DNA,并被复制进身体几乎每一个细胞里。基因组是那座母版档案库,细胞在需要时从中调取所需的指令。
想象一下它的布局会有帮助。人类基因组分布在细胞核里的23对染色体上,外加线粒体内一个微小而独立的基因组。引人注目的是,其中只有一小部分——大约百分之一到百分之二——直接编码蛋白质;其余都是非编码DNA,包括调控开关、永远不会变成蛋白质的RNA基因、重复序列,以及远古病毒留下的残迹。把这一切统统叫作“垃圾”是一个过早的标签,因为其中很大一部分在控制基因“何时、何处被读取”上做着真实的工作。
基因组这一概念重组了生物学:它邀请我们把一个生物体的指令当作一个完整、有限、可读的整体对象来研究,而不是一个基因一个基因地看。正是这一转变让人类基因组计划得以构想,并催生了基因组学:在人与人、物种与物种之间比较完整基因组,寻找与疾病相关的变异,绘制调控的版图。基因组是疆域,而单个基因是其上的地标。
你体内的每个细胞都携带着同一份约三十亿碱基对的基因组,然而一个神经元和一个白细胞在外形和行为上毫不相像——因为它们各自从这同一份共享档案中读出了不同的子集。
一份基因组,多种细胞类型——差异来自“读了什么”,而非“存了什么”。
基因组的大小并不反映生物体的复杂程度(即C值悖论):某些变形虫和植物的基因组远比我们的大。而且人类基因组的大部分是非编码的,并不是“垃圾”——其中很大一部分在调控其余的部分。
又称
另见