按“图”索骥话基因

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人类在很久以前就知道“种瓜得瓜，种豆得豆”这一自然现象，但并不清楚这种现象的科学道理。现在科学告诉我们，决定“瓜”或“豆”的性状是由基因控制的。同样，人的肤色、头发、眼睛的颜色等等无一不受基因控制。

20世纪50年代初，DNA的化学本质被揭示出来，此后分子生物学时代到来了。人类终于发现，我们的生老病死，七情六欲，健康状态等等都与基因密切相关。

基因如此深刻地影响到“我们”，让我们不能不联想到一些有趣的话题，比如：

有其父，必有其子吗？比如，孩子的智商高低，与父母的基因有关吗；

发育与基因有关吗？

基因控制人的健康吗？

成功与基因有关，还是与机遇有关？

人的命运是否由基因决定？如果是，在多大程度上可以这么说？

将来能“克隆”孩子吗？

……

染色体图（摘自《牛顿杂志》)

这里，我们想用一种看“图”说话的方式来谈谈生命遗传的物质基础。

看图说话一：染色体

生命的遗传物质基础从第一层上说是染色体（Chromosome）。

德国生物学家、胚胎学家弗莱明（WaltherFlemming,1842～1915）于1879年用碱性红色染料把细胞核内“微粒状物质”染色后将易着色的物质称为染色质。1882年，他发现染色质在细胞有丝分裂时起重要作用。1888年，德国解剖学家瓦尔德耶尔（WilhelmVonWaldeyer,1836～1921）将染色质称做“染色体”。

1924年，德国化学家孚尔根（RobertFeulgen,1884～1955）用红色染料发现是DNA位于染色体内。他还发现，在动物和植物细胞里DNA都位于细胞核的染色体内。

人有23对（46条）染色体。其中有22对常染色体，男女各一对性染色体，男性为XY，女性为XX。

看图说话二：DNA

DNA是脱氧核糖核酸（DeoxyribonucleicAcid）的英文缩写。DNA是由两条多核苷酸链以一定的规律缠绕在一起的双螺旋，直径为2毫微米（nm）的纤维状大分子。这两条多核苷酸链之间是以4种碱基相互连接的，就像一条长长的梯子。这4种碱基是嘌呤：腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)；嘧啶：胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

生命的天书就是由DNA中的4种碱基A，T，G，C的不同排列组合书写成的。同时，DNA双螺旋总是以A=T和GC的规律配对。当DNA复制时，A-T和G-C解链，于是以旧链为模板，新的一条多核苷酸链便形成了。这就是DNA在活细胞中进行的半保留复制。

DNA控制着生物生命活动中的蛋白质的合成。

看图说话三：基因

就是DNA中具有遗传和控制生命过程蛋白质合成的有效片段。基因后来被证实就是遗传学之父孟德尔（JohannGregorMendel,1822～1884）所提出的遗传因子。

细胞遗传学的创始人，美国遗传学家摩尔根（T.H.Morgan,1866～1945）经实验证明，基因呈直线排列在染色体上。以摩尔根为首的摩尔根学派的科学家们首先绘制出了基因图―果蝇基因图。

看图说话四：人类基因组序列图

人类细胞核中的染色体是记载人类所有遗传情报的“生命设计图”。通过基因组图，用不同的方法，人类已识别出8000多个与疾病有关的基因，包括与白血病、智力发育迟滞、乳腺癌、心脏病、糖尿病等。弄清这些基因如何发挥功能，我们就可以找到预防和治疗的方法。

现在我们看着人类基因组序列图，来回答一些父母们特别关心的问题。

有其父，必有其子吗？

人类估计有6～10万个基因，它们控制着人的生老病死。像孩子的智商高低、天才儿童的奥秘以及人类的各种遗传疾病等等，都可以从基因里找到根源。父母的遗传物质是孩子的生命基础。生命的延续就是遗传物质的传递。从这个意义上说，“有其父，必有其子”是正确的。

但是，这并不意味着父（母）皆为聪明人，其子（女）就一定会成为天才。因为这句话事实上犯了行而上学的错误，违背了遗传物质的遗传法则。

因为“新的生物”―子（女）的遗传物质已经是各取父母的一半结合而成的新的“组合物”。在这个新组合物（新生命）形成的过程中，同源染色体内的基因片段还会发生互换，产生新的遗传信息的组合；基因组也并不是静止的，DN段在基因组中能从一个位点到另一个位点的移动，等等，有许多因素都会引起基因重组，导致遗传物质的改变。当子女能产生

或卵子时，就算他们与其祖辈的生殖细胞的遗传物质相同（未经重组的精卵），他们的精卵与其配偶的新精卵结合也要发生新的遗传物质组合形式。如果已发生过组合的精卵再重组，其与父（母）的遗传物质便会更不相同。

此外，环境因素，如化学致癌物、X射线等也可以引起基因的改变。如此多的可变因素总括在一起，你能指望传统狭义概念上的“有其父，必有其子”的说法不被大打折扣吗？

当然，父母皆聪明，子女聪明的几率理应相对高些。但是问题在于聪明人的生殖过程与常人一样也必经历上述讲到的如此多遗传变数的“考验”，更何况任何一个聪明人又都有未被显现的遗传素质不良（不良隐性基因）而又不被表达的一面。如果有（许多）不良基因的或卵子结合成受精卵并发育成人，那么这样的子女在体能上，更可能在智力上与其父母比较起来大为逊色。这样，从遗传基因上我们便可以理解为什么聪明人，或者说天才的子女并不一定成为天才，甚至还可能有严重的体能不良和智力障碍。这是子不如父的情况。同理，子女也可以出现取父母优良基因而构成新组合的情况。这样的子女在体能或智力上便会和其父母一样，甚至超过其父母。

可见，从正反两方面，我们都不能简单地说“有其父，必有其子”的老话正确。

发育与基因的关系

这个问题的答案早已明确了。发育与基因不仅有关，而且科学实验证明，事实上，早在二十多年前日本科学家腰原英利就指出，“发育”以及在发育过程中必然出现的“分化”都“受细胞核DNA上的基因的调控”。他说，“这一点已由卵中进行核移植的实验所证实”（腰原英利著，敖光明译，《发育与基因》，科学出版社，1984，P.125）。如果发育和分化不受基因控制，该长头的部分可能长成胃或脚或其他任意的部位；其他部分可能长成头部。那结果将不可想像。基因调控的开启和关闭是严格遵守既定的规则运行的，在发育与分化过程中更不会例外。

基因与健康

基因与健康的关系可以说是最为人们关心的话题。从广义上讲，它包括基因与寿命、基因与生命质量以及基因与疾病三大部分。

毫无疑义地讲，基因与健康不仅有千丝万缕的关系，而且有着直接的因果关系。例如，哪怕是遗传外因素导致的疾病，其最终也是通过被改变后的基因发挥作用的，更何况已发现人类有8000多个与疾病相关的基因位于人类的染色体上。当然，这8000多个与疾病相关的基因并不会同时存在于一个个体的染色体上，也不会同时开启。但是，致命的常见疾病如各种癌瘤、心脏病、糖尿病、风湿病等，一个个体若有其中的两三种致病基因，哪怕只有一种，该个体也是不易长寿的。不言而喻，基因控制着人类的健康，自然也控制着人类的寿命和生活质量了。

假如到目前发现的这8000余个与疾病相关的基因都能被“修正”或“替换”掉，人类的基因组就会趋于“完美”的境地。到那时，人就不会患病了，也就不会死亡了，人的寿命也

可能会失去上限，也许会出现“不死人”（不是“不老人”的概念）的局面。那时的人类社会将会变成什么样？真难预料。人在未来，是“怕死”还是“不怕死”？

成功与基因的关系

我们常常讲，成功=勤奋+机遇。那么，成功与基因有没有关系呢？

应该说，假如一个人把自身“优良”的基因调动好，做到“成功”不应该成为问题。“成功”与否应与良好基因的是否开启和调动有关。

有人会问，一个有“良好”基因组的人对社会的适应性可能并不好，在这种情况下生存的“他”，能用基因决定论来解释吗？

一个人的社会适应性，也就是他的性格与行为，与基因也是相关的。一个先天性情乖张的人，即使尽力适应社会，别人也愿意帮助“他”适应社会，但“他”还是不易被彻底改变；相反，假如把一个具有“完美”基因组的人关在一间四壁无窗的黑屋里，不许他与外界接触，只给“他”维持基础代谢所需

的能量维持生命，这种人能谈得上什么成功吗？事实上，这个“他”的不成功与基因无关，因为“他”的基因并未被调动起来，他的基因除了制造维持生命的蛋白质之外，其他“事”什么也没干。由此更证明成功与基因有关，但是，只有“良好的”基因，如不努力利用它们，所谓成功也与你无缘。

将来能克隆孩子吗？

从遗传学的角度上说，“孩子”是精卵遗传物质相结合形成的新的生物的“产物”。如果不是以两性结合产生的有性繁殖的后代，“孩子”一词便只能为“人”所替代；“克隆人”是一种令人类自己既爱又怕的科学技术制造出的人的复制物。如果是“克隆”而成的生命体，那么那个生命体就是原生命体的复制物，这个新复制出的生命体也不能被称做是原生命体的“孩子”。应该叫什么，或者说新生命体与原生命体的关系如何安排，正是“克隆人”给伦理学家们带来的新问题。目前，我们只能暂且把“克隆”出来的新生命体泛指为“克隆人”。

要说“克隆人”，还是要从“克隆羊”说起。大家都知道“克隆羊”多莉是由哺乳动物绵羊的已分化彻底的体细胞乳腺细胞（二倍体）的遗传物质，它被植入去遗传物质的卵细胞内，然后在试管内令此卵分裂并形成胚，之后将此胚植入母羊子宫内发育而成的羊。这只“羊”就是供体细胞遗传物质的羊的复制物。“克隆羊”的成功必然引发人们想到“克隆人”的日子为期不远了。所以，有些国家的政府颁布了禁止“克隆人”的法令。不过，近来英美先后宣布，可以为科学研究为目的的“克隆”人胚细胞研究开禁。无论从理论上，还是从技术上讲，“克隆人”都是可能的。但是，“克隆人”能否像多莉羊那样问世，还要看人们通过什么样的法律、法规来制约它，如何解决它带来的社会问题、伦理问题。因为，“克隆人”与他们的原生命体之间不是父母与子女的关系，也不是兄弟姐妹的关系，而是一种新型的关系。问题是，这种新型关系人们是否愿意接受。关于这个问题的争论，在这个世纪不会太远的时间里，必然还会再次掀起。

人类能为自己设计一个理想的孩子吗？

1999年3月22日，美国《时代》杂志上报道了沃尔特・艾萨克逊的文章《生物技术》。他说：“跟物理学的世纪该说再见了。在那个世纪里，人类裂解原子，把硅转换成有计算能力的东西。现在，是敲生物技术世纪之门的时代。”

“20世纪的医学对健康人的自然生命周期的增长几乎无能为力。下一次的医学革命将会改变这种状况，因为遗传工程的潜力可以使我们实现这一目标，例如征服癌症，在心脏里植入新的血管，阻止肿瘤中血运系统的生长，用干细胞培养新器官，还可能重塑引起细胞衰老的原始遗传密码”（同上）。然而，最令人们兴奋的要算是“我们的孩子有可能（我既希望，又害怕）选择他们的孩子的性状，选择他们的孩子的性别、眼睛的颜色”，“也许还能修改他们的智商、性格、体育才能”等等。更令人震惊的是，“他们还可能克隆他们自己，或者克隆他们孩子中的一个，或者克隆一位他们敬慕的名人，甚至把已经死去的我们‘克隆’出来”（同上）。艾萨克逊还说：“500万年前，人科动物从猿类分离出来，我们的DNA进化了不过2%，可是下个世纪我们能大幅度地改变我们的DNA，就是可以按照我们的设计和意愿调制出新的生命形式。”

如果选择智力与美貌需要科学家们在未来做进一步努力才能实现，那么，目前选择男婴或女婴以避掉遗传病的工作已成功地做到了。在美国的“弗吉尼亚州弗尔法克斯一家生育诊所里，一个名叫杰西卡的女孩经遗传预先筛选而成功地降生了”。列蒙尼克说，该医院的医生声明，他们只为帮助有特殊需要的人们，而不会把这项技术应用于单纯的性别选择上，因为那样做将会导致人口性别的失衡。