《基因永生论》第二章 生命的奥秘与原理
《基因永生论》第二章 生命的奥秘与原理
作者：陈少华
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◎艰辛的科学探索道路
要问这个世界最大的奥秘是什么，放在以前，我肯定会认为是飞碟的奥秘。可如今，飞碟的奥秘已经解决了。那么现在到底什么是世界最大最难解决的奥秘呢？我会毫不犹豫地回答：是生命。
是的，生命就是这个世界，甚至这个宇宙里，最大最大的奥秘。
科学家，其实就是一群致力于解决各种难题，试图找到宇宙终极奥秘的人。为各种奥秘找到答案，使一切难题不再困惑人类，就是科学家的使命与任务。
所以，不必奇怪某些科学家的不断转行。有的物理学家研究完物理学后，转行去搞化学，探索生命科学，这真的只是一种探索未知、找到宇宙终极奥秘答案的好奇心在推动着他，去完成一项项创举。
生命其实是这个宇宙的奇迹，也是这个宇宙最大的奥秘。当然也是一个真正难以解决的难题。
从决定开始探索生命科学、找到永生之道开始，我就明白，自已选择了一条怎样艰辛的道路。因为，只有真正完全了解了生命的奥秘，才有可能找到永生之道。而生命之复杂，可以说是超出了所有人的想象。最简单的细胞，其实其复杂度已经远超最复杂的电脑。
所以，从一开始，我就作好的最坏的打算。就明白自已面临的是怎样一个可怕复杂的难题。
从一开始，我就明白什么是最关键的，决非看起来很复杂的生命细节，那些其实并不是最重要的。我认为，最关键的，就是要从纷繁复杂的生命活动细节里找出共同点，要探索出细胞内部到底是通过一种怎样的途径，来执行DNA代码指令的。要知道，细胞毕竟是没有生命与意识，细胞内的各种有机物质分子当然也不会有任何的生命与意识。它们却能被DNA完全控制，在DNA的操控下完成所有复杂的活动而不出错。这无疑，是一种非常复杂却有效的机制，而要想搞明白这是一种怎样的机制，是一件何其艰难的事。
我隐隐感觉到，只要透彻搞明白了这是一种怎样的机制，生命的奥秘就被我揭开一半了。在此基础上，梦想中的永生科技，要完成它，只是时间问题。
从一开始，我就明白，绝对不能在细节上浪费时间。翻开各种生物学教材，都是让人头晕眼花的细节。这些细节，对于我的探索没有作用，反而会产生副作用，让我在细节里迷失方向，从而找不到真正的通向真理的途径。
我只需要对这些细节作一个大概的了解。明白生命的基本运作，从中进行概括总结，找到共同点相似点，从而得到生命的规律，才是我尽力要去做的。
终于，在苦苦思索后，我灵光乍现，找到了生命真正的答案。
难以克制的喜悦。因为我看到，永生，就在前方，向我招手，向人类招手。
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◎我对细胞运行原理的各种设想与思考
生命是由细胞组成的。只需要解开细胞的奥秘，明白细胞的内在动作原理，生命的原理就一目了然了。
我一再提到，细胞与电脑的相同之处。总的来说，每一个细胞，就相当于一个微型电脑。
电脑中央处理器由逻辑电路组成。输入01组成的数字代码，而通过与、或、非这样的布尔逻辑运算得到结果。
细胞的DNA是细胞的操控中心。DNA由染色体组成。每一条染色体，都由一个双螺旋脱氧核糖核酸分子与蛋白质组成。真正含有遗传信息代码的，是这个双螺旋分子中间结合部位的碱基。碱基共有5种：胞嘧啶（缩写作C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，DNA专有）和尿嘧啶（U，RNA专有）。
DNA分子由两条很长的糖链结构构成骨架，通过碱基对结合在一起，就象梯子一样。整个分子环绕自身中轴形成一个双螺旋。两条链的空间是一定的，为2nm。在形成稳定螺旋结构的碱基对中共有4种不同碱基。根据它们英文名称的首字母分别称之为A(ADENINE 腺嘌呤)、T(THYMINE 胸腺嘧啶)、C(CYTOSINE 胞嘧啶)、G(GUANINE 鸟嘌呤)，另有U（URACIL尿嘧啶）。DNA与RNA共有的碱基是腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤。胸腺嘧啶存在于DNA中，而尿嘧啶则存在于RNA中。每种碱基分别与另一种碱基的化学性质完全互补，嘌呤是双环，嘧啶是单环，两个嘧啶之间空间太大，而嘌呤之间空间不够。这样A总与T配对，G总与C配对。这四种化学“字母”沿DNA骨架排列。“字母”(碱基)的一种独特顺序就构成一个“词”(基因)。每个基因有几百甚至几万个碱基对。
我一直在思考，作为一个毫无生命意识的细胞，仅仅是通过DNA分子，却能操控整个细胞成为一个整体完成各项功能，这到底隐藏着怎样的秘密呢？
我首先想到的是机器人。我们来看看机器人是如何把一行代码变成具体的行为的。机器人接收到一个搬东西的代码指令，这个指令会被送进指令库，搜索后得到对应的指令具体的行为分为四步。第一步是弯腰。弯腰又会有具体的应用可以调用，调用这个弯腰应用，就会启动腰间电动机，使机器人把腰弯下来。
细胞跟机器人的行为差不多。可是细胞内驱动各种行为的不是电动机，因为人体含有大量的水，所以不会有电通过来，也不会有磁场。电动机的机制行不通。
于是我就联想到了工业上的全自动电脑控制生产系统。细胞相当于一个电脑操控的全自动生产系统。随着自动化科技的发展，生产上将能实现全自动化。举个例子，汽车的生产上，将能做到不需要一个人来操控，只需要把控制程序装入中央电脑。电脑通过信号线将各项指令发到每一道工序，工序上有信号处理系统，接到的每一条指令都被执行，电动机使得无生命的物质材料运动起来，装配生产都可以自动进行。电动机用到了一个原理，就是通电导线在磁场中能够运动。那么只要控制电动机的电流开关，就能实现自动化生产。另外，基于0、1组成的代码，之所以能被计算机处理，得到结果，都是因为逻辑电路的与、或、非运算，使0、1组成的代码在逻辑电路运算之后能得到结果。
那么细胞核里一定也有着类似于逻辑电路这样的运算单元，A、T、C、G这四种碱基组成的代码被送进运算单元后，就会被翻译成相应的指令。这些运算单元组成中央处理器系统。细胞质内也会有不少的中央处理器单元，这样细胞的各个部分才能协调一致，完成DNA的指令。
一个无生命无意识的东西，要想驱使它运动起来，首先需要能量。电动机需要电力才能转动，计算机需要电力才能运行。
细胞要想全自动运转，完成各项活动任务，就需要能量。人如果饿着肚子，其细胞也是不大能有效运作的。人吃了饭，通过消化转化为有机分子、糖分子等有效生物能量，细胞吸收了这些原料与能量，才能进行运转。
细胞这个全自动的运行系统可以类比为全自动的汽车生产系统。细胞核内的染色体是细胞运行所有活动的程序设定。电脑需要有操作系统，这样软件程序才能在电脑上运行。细胞的运行系统也是由DNA组成的。也就是说，人体的23对染色体，19000个基因，有一部分基因代码程序是细胞的操作系统，或密码本。有了这操作系统，基因代码就可以得到解释与翻译，这个操作系统定义了每一种基因碱基排列系列的含义。细胞每从基因上得到一个指令，就会与操作系统密码本进行一个对照，得到翻译过来的内容，就是所需要进行的具体的步骤，比如合成蛋白、运输蛋白、攻击入侵者等。
电脑要能根据输入来完成所有的运算。这种输入是有无限多个组合的，所以需要有一套全面的中央处理器系统。而细胞行为大约不会超过十万个。也就是只要设定好十万个行为的行为代码，每一个代码规定好行为步骤，到时候再根据细胞内外的各种信号，产生出特定的酶，来激活基因代码片段，完成代码所设定的具体行为。这个细胞就象是一个机器人，只知道去完成代码所要求的行为，也能分毫不差地完成代码所要求的行为。
细胞的处理系统比电脑要简单一些，相当于只完成特定功能的简单电脑控制系统。比如纺织设备自动化控制器，这些控制器并不需要非常强大的中央处理器，只需要并不太复杂的芯片，就可以完成特定的一些功能。
电动机、计算机依靠电力来维持能量供给，达到自动化。细胞依靠生物能量的供给，使系统自动化。细胞核内应该有一个由蛋白分子组成的生物分子处理器。只要将碱基信号输入，就会得到相应的信号输出。生物能量维持这个处理器的运转。
由于细胞很小，只有几微米，所以细胞核的这个分子处理器与细胞其它器官之间的距离最多也只有几微米，分子处理器发出的信号将交给信号分子，信号分子从核孔游出细胞核，到达其它细胞器官，信号分子携带的信号将指挥接下来的细胞器行为。
这种分子性中央处理器在每一个细胞内都会有一个。
可是让我困惑的是，细胞核内的中央处理器，从来没有被发现过。这到底是怎么回事？
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◎真正的答案
经过苦苦思考，与不可思议的灵感突发，现在我终于明白了，细胞并没有中央处理器，只需要有DNA代码构成的指令，就可以完全这些生命活动。
这确实是不可思议的。能想象一个电脑，只有一堆软件代码，却没有中央处理器，这样的电脑还能运行吗？
但是细胞可以。这就是生命最大的奥秘。我发现的，就是生命的这个奥秘。仅仅通过一堆没有生命的代码，却能完成生命的活动。这就是大自然神奇智慧的产物。
细胞DNA上四个碱基a、t、c、g的不同排列，其实代表着要制造的蛋白质分子的氨基酸的排序。人体蛋白质含有20种不同的氨基酸。所以只需要每三个碱基组成一个代码，代表一种氨基酸。通过碱基的不同排列，而得到相应的制造蛋白质过程。只需要改变四个代码的顺序，就能表明蛋白质成份的顺序与组成。这种顺序代表的含义其实就DNA的翻译密码。
细胞内的蛋白质、脂肪等都是没有生命的，为什么能够按照基因代码发出的指令进行相应的动作呢？我为此思考了很长的时间。可以想象，一定是细胞内部有这样一种动力机制，只要提供相应的指令，供应相应的原材料与能量，这些无生命的物质就能严格按照指令的行为进行动作。在细胞环境里，唯一可能的机制就是化学反应机制。因为电能磁能都是无法在细胞多水的环境里使用的。
使这种化学反应机制产生作用的就是各式各样的酶。细胞内有成百上千的不同各类的酶。酶是一种催化剂，使化学反应得以顺利进行。酶的存在，使细胞里的蛋白质分子进行各种活动，完成各种功能。
也就是说，DNA藏在细胞核内，足不出户，却能运筹千里之外（相对于DNA分子的微小，细胞其实算是一个很大的结构。），指挥细胞内各种活动，就是首先通过DNA的四种碱基A、T、C、G的不同排列顺序，指示出要合成蛋白质的氨基酸排列顺序。RNA再将这些信息复制下来。RNA有一个特点，可以离开细胞核到细胞质中去，直接指挥蛋白质的合成。
细胞的核糖体、内质网、高尔基体都有合成蛋白质的能力，依RNA信息合成相应的蛋白质，其中就包括上万种不同类型的酶。酶被生产出来后，就会在细胞内四处游动，寻找受体进行结合。此时的就酶相当于是DNA命令RNA监造出来的监视细胞各种有机分子活动的监军，监督细胞的各项代谢活动，直接促成相应的代谢活动，完成细胞的各项功能。酶也可以看成是一把钥匙，每一种酶只能促成一项具体的细胞活动与功能，就象是一把钥匙只能打开一把锁。酶正是通过其特定的分子结构，来与细胞质里的受体结合。如果酶与受体不相合，那两者就无法结合，受体就不能被激活。两者只有完全对应上，说明这种酶就是催化这种受体蛋白质的，两者就会结合，受体蛋白质就被激活，开始进行化学反应，完成相应的功能活动。
细胞内的物质并没有生命与意识，却能配合无间完成所有活动，当然是因为DNA在操控这一切。可DNA并不能走出细胞核，对细胞内的物质究竟是如何行使其操控功能的呢？或者，DNA的信号是如何被那些蛋白质、糖脂等分子接收并执行的呢？这真是一个谜。我设想了好几种情况：电流，当然不可能，细胞里含有很多水，水会导电漏电的。那是不是因为细胞很小，只有几微米，所以DNA就可以无需信号通路就可以直接指挥呢？也不应该是这个理由。因为细胞虽小，细胞核更小，DNA分子更小。相对于DNA分子的体积，细胞应该算得上是庞然大物了。在我们人类眼里微不足道的几微米，对于DNA分子来说，却可以说是很漫长的距离呢。要想遥控这么长的距离，显然需要一种特别的机制。
而且，就算是通过某种信号传递机制，DNA的命令被传递到有机组织那里，怎么才能保证这些命令被一丝不差地执行呢？毕竟，有机组织、蛋白质分子它们都是没有任何生命与意识的东西。
我因此一度认定细胞核内会有一个类似于电脑中央处理器的电路，细胞质里很多地方也会有中央处理器。电脑要完成软件发出的指令，需要中央处理器的逻辑电路对指令进行处理运算，才能得到相应的结果。细胞核内如果没有中央处理器，如何才能保证DNA的代码被执行呢？细胞质里如果没有中央处理器，如何才能保证收到DNA指令后能够知道这个指令是什么含义？知道应该做什么才是符合指令呢？
当终于找到细胞活动机制的真正奥秘时，我非常欣喜。那正象我在弄清飞碟的飞行奥秘后的开怀大笑一样。能如此迅速而顺利地真正理解生命的原理，也出乎我的意料。
这终于解决了一个一直在困惑我的最大的难题。我相信，一个个难题都将被我解决。随着那个最大的困惑找到答案，解决剩下的难题都将成为自然而然的事。酶是有一千种，还是一万种，区别总是不大的。只是需要记忆的细节资料增加了十倍而已。
现在可以理解了，DNA固然是一直隐藏在细胞核里，从来不外出。但它始终对整个细胞保持着绝对的统治力。它是通过派出使者的方式来完成任务达到操控的目的。首先，它派出的是RNA，RNA通过复制DNA上的指令代码，来获取DNA的指令。RNA被派到内质网、核糖体、高尔基体等细胞器那里，监督蛋白质的合成工作。因此大量的酶被合成，每一种酶都有一种特定的作用，同特定的蛋白质分子进行结合。酶将催促这些蛋白质分子完成相应的功能与活动，使细胞完成代谢活动。
所以细胞没有中央处理器，这是与电脑最大的不同。但细胞用一套完善的密码取代了中央处理器。Atcg四个代码的不同组合，代表着不同的细胞行为机制。由于细胞的行为是固定的那些，不会偏离太多，只要把每一个行为都对应上一种酶，用酶来通过化学反应来促使这个行为去完成。而用一个碱基代码组合来对应生产这种酶的合成活动。这个代码命令会被RNA复制转录，并被RNA带出去到细胞质细胞器里去执行，制造出各种各样的酶。只要把这些代码组合的定义全部写入DNA内，那么这个细胞的功能就被确定了。假设细胞有一万种不同的功能与行为，那就设定好这一万种代码来生产一万种酶，对应这一万种行为与功能，一一对应，绝无差漏之处。细胞的一个基因何时表达出反应，何时关闭，都是由细胞内外一些信号决定的。比如细胞接到一个神经突触信号，这个信号会通过一些特定的受体来结合成酶，酶再来生成相应的蛋白，这种蛋白正好会与特定的与某个基因片段的蛋白作用，使这个基因片段被激活。这个基因被激活后，基因的代码排列就会被细胞核读取并翻译。细胞核内的染色体上已经存储好了这个代码的含义，有完善的行为指令。于是细胞就明白应该做什么事，就完全按照翻译出来的结果进行行为。比如合成相应的蛋白质。
这就是生命蕴含的深度奥秘。明白了这个奥秘，对于无比复杂的生命系统，我们就找到了理解它的钥匙。否则，人类永远只能是雾里看花，对生命只知其然而不知其所以然。
