基础与生命的分子观
生物信息流(biological information flow)
生物在本质上是一桩信息的生意:一种分子中构件的精确排列顺序,被当作模板去决定另一种分子中构件的排列顺序。生物信息流研究的,就是这些复制步骤里哪些真正发生、朝哪个方向发生、以及有多忠实。这里的“信息”是具体的,不是比喻:它就是DNA和RNA上一个个字母的线性序列,以及蛋白质上一个个氨基酸的线性序列。
克里克把所有可能的传递摆成一张小小的方格表。正常细胞中常规发生的传递有:DNA到DNA(复制,发生在细胞分裂时)、DNA到RNA(转录)、RNA到蛋白质(翻译)。有些传递只在特殊情形下发生:RNA到DNA(逆转录,出现在逆转录病毒以及我们自身的端粒酶和反转录转座子中)、RNA到RNA(某些RNA病毒的复制)。还有一些传递在自然界中看来根本不发生:蛋白质到蛋白质、蛋白质到RNA、蛋白质到DNA。这些被禁止的传递有一个共同点:它们都需要从一个蛋白质中读出序列信息。
把这张方格表理清楚,能避免常见的混淆。一个蛋白质完全可以影响哪些基因被打开,但那是调控,不是克里克意义上的信息传递,因为这个蛋白质并没有规定任何基因里字母的真实排列。朊病毒(prion)是会传染的错误折叠蛋白质,它传播的是一种形状而非一段序列,所以它同样没有打破这条规则。把信息流想清楚,你就能分辨生物学中什么是真正令人惊讶的,什么只是看起来惊讶。
端粒酶是维持我们染色体末端的那种酶,它带着一小段RNA模板,并用它来添加DNA。这是一种发生在健康人体细胞内部的RNA到DNA的传递,而不仅仅出现在病毒里。
连我们自己的细胞也会让信息从RNA“倒着”流向DNA。
调控不是信息传递。一个转录因子蛋白决定某个基因是否被读取,并没有复制任何序列;它只是打开或关上一个开关。在克里克的方格表里,只有“复制序列”的步骤才算数。
又称
另见