生物DNA能決定什麼
生物DNA能決定什麼
作者：Giuseppe Novelli 編譯/郭世琮
在未來我們的基因是可以設計的嗎？
基因療法能包治百病嗎？
同性戀基因和智能基因真的存在嗎？
我們的靈魂也是一種分子嗎？
編譯/郭世琮
今年，DNA「滿」50歲了。
自從弗朗西斯‧克裡克（Francis Crick）和詹姆斯‧沃森（James Watson）發現雙螺旋結構至今，
半個世紀已經悄然過去。在未來的幾十年中，這種關鍵分子又將如何影響我們的日常生活呢？
羅馬托爾‧維爾戛塔（Tor Vergata）大學的遺傳學家朱塞佩‧諾維裡（Giuseppe Novelli）和分子人類學講師奧爾戛‧裡卡德（Olga Rickards）、
意大利維羅納（Verona）大學生物學講師和意大利人類遺傳學協會主席皮埃爾‧弗朗科‧皮格納蒂（Pier Frabco Pignatti）、
意大利阿奎拉（Aquila）大學人類學講師詹弗朗科‧比昂迪（Gianfranco Biondi）。
他們就本刊的提問作了細緻嚴謹的回答。
人的性格「書寫」在DNA上，也就是說性格是由基因決定的嗎？
人的性格的確有一部分取決於基因，但主要還是由生活經驗決定的。
家庭的培養，親朋好友的影響，學校教育的熏陶以及業餘愛好的陶冶等都在潛移默化地塑造著人的性格。我們知道，某些基因的改變甚至會造成嚴重的智力缺陷，
但我們並不知道相反的情況，即基因改變能否使人變得更好或者更壞，
甚至改變人的整個性格、待人接物的方法和態度。
存在暴力基因嗎？
暴力基因是不存在的。
不過我們知道，有種基因一旦改變，確實會引發一種促使兒童自殘的疾病。
在暴力行為中，一些非遺傳因素才是至關重要的，
這些因素包括個人的經驗、社交與經濟狀況、接受的教育、個人的思想、家庭和同伴的影響。
詹姆斯‧沃森聲稱，愚蠢可以被視為一種遺傳病，能夠用基因療法去治療，這可能嗎？
沒有智力基因的存在。
儘管一些基因的改變能引發智力缺陷以及某些嚴重的疾病，
但是其他基因與智力發育的關係及其怎樣促進智力發育，仍然需要進一步瞭解。
不可忽視的是，環境和教育對智力發育的作用是舉足輕重的。
同性戀有遺傳根源嗎？
沒有，也就是說還沒有在人身上分離出同性戀的任何基因。和人的很多複雜的性格特徵一樣，性取向受基因和其產物（激素、轉錄因子、結構蛋白等）的影響，但同性戀並不是由這些基因及產物所決定的。對於決定人的性取向來說，基因是既非充分也非必要條件。
存在人類種族嗎？
不存在，因為種族（人種）是生物學分類，它的作用是將來自同一祖先的人排列成同種的族團。
比如，兄弟姐妹可以排列在一起，因為他（她）們有共同的父母親；兄弟和堂兄弟也可以排在一起，
因為他們有共同的祖父，等等。
不過，我們在人群中看到的那些差異，比如我們用於確定種族的那些膚色，卻是由其生活環境所決定的。
能夠克隆出完全相同的人類雙胞胎嗎？
從理論上講是可以的，
利用克隆技術，將選中的體細胞核移植到取出了遺傳物質的卵細胞中，
形成了一個含有新遺傳物質的卵細胞，並促使它分裂發育成胚胎，就像多莉羊的誕生過程那樣。
然而，生物學顯示，克隆技術不能夠複製出與提供遺傳物質的個人完全相同的人來。
接受了移植體細胞核的卵細胞有其固有的獨立性，
而由此產生的個體則要經受胚胎、胎兒和出生後的歷史發展過程。
這一歷史過程，不論從生物學方面還是從行為表現方面來講，都保證了他性格的獨一無二與無法替代。
干細胞能使人長生不老嗎？
細胞已經衰老，再重新還原其生物過程是不可能的。
但是利用干細胞治療疾病在未來將會推廣開來，這很可能會引發一場醫學革命，
其激烈程度甚至超過抗生素引發的那場革命。
現在很多專家都在談論，對於一系列細胞退化的疾病也許能採用干細胞療法。
干細胞在器官移植手術中的作用已經被普遍認識，
器官移植手術的最大風險是病人在術後可能對移植器官產生排異反應，
用胚胎干細胞可以誘導培育出多種不產生排異反應的移植器官，
但就目前科研水平來看，安全隱患依然存在。
干細胞還能夠比成熟細胞更好地容納引入肌體的那些基因，以替代有缺陷的或突變的基因。
因此，干細胞可以作為載體，成功地利用於基因疾病的治療。
現在，血液病和免疫系統疾病已經使用骨髓細胞治療。
將來，糖尿病、心臟病、肝臟和大腦的疾病也都將會從中受益。
指紋會被DNA印跡所代替嗎？
也許將來傳統的指紋檢驗會被DNA的「印跡」檢驗所代替，
因為這種印跡非常獨特，並且獲取它也會越來越容易。
當然這還不能馬上實現，因為指紋可以輕易地從被觸摸過的物體上提取，
而獲得DNA印跡需要特殊的技術，這樣可能會增加成本並且帶來某些局限性。
此外，如何有效地使用這種新技術，也需要獲得業界一致的認同。
僱主有沒有權利知道其僱員的基因信息？
沒有權利。這些信息是私密的，從生物學角度來說，它甚至比人們通常認為的隱私還要更為私人化。基因信息可以揭開非常多的秘密：血緣關係、可能發生的疾病或者完成某項特殊任務的能力。
這些信息一旦被僱主利用，便可以用來違背僱員的意願，不為僱員提供某些保障，
或者直接不僱傭這個人。這樣的後果只能是破壞平等與自由的社會根基。
能夠「製造」出人與猴子的雜交物種嗎？
不能，因為分子之間有種難以克服的不相容性。一個生物體能夠發育，得益於分子之間無窮盡的相互影響和適應，儘管人與黑猩猩的DNA差異極小，但兩者已經彼此分離進化了500萬到700萬年，因此人與黑猩猩現在擁有的基因不能互相融合。這就像企圖讓歐洲的列車在有著不同軌距的俄羅斯鐵軌上行駛一樣，假想中的人—猴的雜交物種將有極大的「出軌」的可能性，也就是說這種計劃很可能最終將以流產告終。
可以在實驗室裡複製已經滅絕的物種嗎？
從理論上講，只要存有完整的DNA，我們就能通過分子克隆使滅絕的動物物種復活。然而迄今為止，克隆史前猛犸和70年前滅絕的袋狼（Thylacine）的計劃都已告失敗，因為從這些動物殘骸上獲取的DNA基因都已遭到某種程度的破壞，我們現在沒有能力將這些基因碎片組合以重構完整的分子。
有可能從恐龍身上提取DNA嗎？
目前還不能，因為恐龍大約在6500萬年以前就已經滅絕了，而早於100萬年的DNA用現在的技術已經無法獲得。至於說獲得了有關遠古的動植物物種的DNA資料，像保存在琥珀中的昆蟲，這本身是不可信的。技術仍需要繼續進步，我們現在對遠古DNA的研究僅停留在近10萬年的年限上。
基因療法能夠治癒人類所有的疾病嗎？
很多疾病是由若干基因和環境共同作用造成的，
改變某一個基因或者移植一個新的基因是不可能治癒的（比如染色體異常引發的疾病，
像唐氏綜合症、精神分裂症、阿爾茨海默氏症等）。
不過，這種治療方法將對由單個基因缺陷引起的一些罕見疾病十分有效
（比如囊腫性纖維化、地中海貧血、脊髓肌肉萎縮症等），而且還可能有效地遏制某些形態的癌症。
人的靈魂是否像弗朗西斯‧克裡克所說的那樣，只是一組神經元和若干生理生化反應？
如果我們通常所說的靈魂是指意識中的認知能力，那麼就需要在認知功能中去尋找靈魂的本質。
意識在生理生化過程中產生，不過它並不是先天由父母遺傳的，
而是在發育期間通過後天培養逐漸開發的。
意識的形成基礎包括遺傳密碼的提示、分子的正確排列與組合以及經驗的教誨。
事實上，神經元的聯繫並非由基因決定（對DNA來說，要容納神經元聯繫的龐大信息量將是很困難的），先天的遺傳和後天的發展都影響其形成。
但如果我們所討論的靈魂是指超乎軀體之外的虛無物質，
那麼，科學也好，科學家也好，都不能解析它的本質。
DNA也隨著時間的推移在演變進化嗎？可以預料它在未來是否會發生變化並如何變化嗎？
物種演變進化的發生過程，其實恰恰存在於隨著時間推移在DNA中積累的那些突變之中。DNA不僅僅是遺傳的一把鑰匙，而且還構成了一個檔案庫，在那裡保存著地球上生命延續的文件資料，也就是每個物種的進化史。未來DNA肯定會繼續不斷地演變進化，但是鑒於突變的積累大部分是偶然的，所以就不可能預見到它的具體變化方向。
科學家能夠規劃人們未來的遺傳嗎？
就現在來說是不可能的。
因為目前我們掌握的知識有限，既不瞭解人的全部基因，也不瞭解它們的全部功能，
何況我們面臨的是難以預見的事件。
人們從父母那裡接受什麼樣的特有基因組合其實是偶然的，
遺傳物質也有可能發生意外變化，這些變化甚至能長遠地影響人體基因的變異。
能為基因申請專利嗎？
科學家們認為給基因以專利權是不對的，
因為基因是屬於全人類的，它們存在於自然界，而且代代相傳直至現在，並非某個人的私有財產。
只有避免私人佔有基因信息，才能夠使公正、科學的基因研究繼續前進。
不過，對發現某個基因做出突出貢獻的人，他有權為在其發現過程中使用的方法或者程序申請專利，
因為其收益可以補償他為之所付出的開支，而且還可以激勵人們在這一領域內不斷地探索與研究。
關於DNA的若干基本問題
DNA是如何構成的？
DNA
它是染色體的主要成分，所有的遺傳物質都儲存在DNA分子中。
DNA的含氮鹼基具有顯著的互補與聯合傾向：
專門在腺嘌呤和胸腺嘧啶、鳥嘌呤和胞嘧啶之間 兩兩 配對，配對鹼基之間以氫鍵聯繫。
而在腺嘌呤和胞嘧啶之間，鳥嘌呤和胸腺嘧啶之間，胞嘧啶和胸腺嘧啶之間，鳥嘌呤和腺嘌呤之間，
彼此不發生任何的相互作用。
這種極為特殊的互補性（首先由沃森和克裡克於1953年提出）
為遺傳信息的收集、傳遞與表達提供了分子結構基礎。
每一種生物DNA的鹼基比例都是恆定的，不因年齡、生長條件、環境因素而變化，
而且在高等生物中，不同器官和不同組織的DNA都含有相同的鹼基組成。
無論是在原核細胞中，還是在真核細胞中，DNA都以雙螺旋結構的形式存在。
DNA有多大？
DNA
如果將一個細胞中的所有DNA取出來展開，長度將超過1米 。
為什麼DNA分子的雙螺旋結構被進化論的觀點認為是最優良的結構？
另外，這個結構可以使遺傳物質更容易複製，因為一個親代DNA雙螺旋結構就如同一個模板，
當一個細胞要分裂時，雙螺旋解開形成兩條單鏈，分別合成其副本，
基於鹼基互補的原則，合成的子代DNA分子和親代的鹼基順序完全一樣。
就其功能來說，DNA是一種很完美的分子，在地球生命的進化中被選擇出來，
除了RNA病毒和噬菌體外，它是所有生物的遺傳物質基礎。
遺傳物質的載體還包括RNA，它一般是單鏈線性分子，也有雙鏈的，
普遍存在於動植物、微生物及某些病毒和噬菌體內。
RNA可能是40億年前地球上開始出現生命時遺傳分子的初始形態，
在合成用於製造細胞和使有機體運轉的蛋白質中，RNA之所以是最基本的，正是因為它比DNA更活躍。
DNA是如何「指揮」細胞合成蛋白質的？
DNA由4種鹼基（A、T、C、G）排列組成，蛋白質由20種不同的氨基酸組成。
DNA的4種鹼基按特定的順序排列，每3個鹼基為一組，編碼一個氨基酸，也就是與一種氨基酸對應。
這是一種三聯體密碼體系，就像一個有趣的語文現象：
DNA的4個鹼基像字母表中的4個字母，這4個字母自由組合，每3個字母能拼成一個獨立的詞（氨基酸），用20個不同的詞組成一個句子，這個最後的結果就是生成蛋白質。
DNA中特定的鹼基序列通過核糖體把對應的氨基酸組合起來，就形成了特定的蛋白質，
並只負責這種特定蛋白質的合成。
出處 : 《科學世界》雜誌社
引用 : http://www.kxsj.com/artshow.asp?id=127