X染色体的故事:它如何决定我们的人生

作者(美)戴维·班布里奇/国别:中国大陆
出版社
出版时间2006-06-01

特色:

这一切到底该怎样解释呢?赫尔曼·亨金(HermannHenking)聚精会神地低头盯着显微镜,竭力想弄清载玻片上的紫色小斑点为何会有如此奇特的行为。此时是1890年,全世界的科学家都在研究这些斑点,然而,它们似乎一如既往地神秘莫测。许多人自以为握有通向生物学圣殿的钥匙——即允许后代从父母那里继承某些性状的机制——但没有人能够证明这一点。亨金坐在莱比锡自己那阴暗破旧的实验室时,本来会获得一个重大发现,引起遗传学的一场革命,但他还是使该学科倒退了十年。他的研究本可直接达到我们现在对性别和遗传的认识水平,但在接下来的十年里,却没有人认识到他的研究的重大意义。实际上,在另一位动物学家将亨金所获成就的重要性告诉他之前,亨金自己又等待了30年。翻开历史可以发现,19世纪90年代是饱受挫折的十年。查尔斯·达尔文(CharlesDarwin)已经在《物种起源》(OnThP0lriginofSpecies)一书中阐明,只要父母能将性状遗传给后代,随着时间推移,外界力量就能改变物种。但谁也说不出所有这些遗传是怎样发生的。每个人都知道,孩子通常像父母,小牛、幼驹、幼犬、雏猫似乎都是这样——其实,如果费点力气去找,你细心观察到的任何一类动物差不多都具有家族相似性。所以,遗传大概是一种普遍现象,不过没人能解释它罢了。很多动物学家认为,少数精子和卵子携带了指令,使每个下一代个体和其上一代相似。多数人认为,一定存在某种物质手段,将这些指令赋予某个新个体,但极少数人仍然主张说,遗传是一种精神过程而不是物质过程——他们相信,如果非得说遗传是尘世间的事,也许会使上帝失去主宰芸芸众生的中心地位。这时候,亨金出现了,他获得了新的发现,并于后来结束了全部争论。他发现了遗传机制,但根本没意识到这一点。尽管听起来似乎没有希望,亨金疲劳的双眼还是被眼前这些染色体牢牢吸引。这些染色体来自一种名为“pyrrhocoris(红蝽)”的昆虫的生殖器。25年前,探索遗传机制的那一代科学家将一种极小的新型染料注入染色体(即“有色体”),使其能被肉眼从显微镜中看清。他们发现,这些染色体的行为方式优雅而反常。生物体内的每个细胞都带有一套染色体,但老实说,大部分时间里,这些染色体看起来并没有很特别的地方。染色体突然充满活力的时候,就是一个细胞分裂成两个子细胞的时候。染色体神奇地由模糊而散乱的物质,变成界线分明、排列整齐的一组细线,精巧地排在细胞中央。更令人着迷的是,染色体接着经过精心梳理,分成了一模一样的两束,每束染色体各钻进一个子细胞。由此看来,既然染色体如此整齐地在细胞间一分为二,它们一定是完成了某件意义非凡的大事,那么,染色体是否就是科学家们苦苦寻觅的遗传指令呢?亨金那时并不在研究苍蝇的生殖器,因为他对苍蝇的生殖器珍爱有加。科学家可能是行为怪异之人,但通常不会怪得离谱。很显然,染色体*吸引人的一个特点,只有在睾丸和卵巢里才能体现,因为细胞是在那里分裂并生成精子或卵子(即制造下一代的细胞)的。与那些制造其他所有细胞的分裂过程相比,生成精子或卵子的细胞分裂过程似乎有很大不同。这个过程与在其他细胞形成时发生的单步细胞分裂不同,而是染色体要经历两步连续分裂过程,并严密设计两个过程的前后顺序,在两次分裂期间,染色体处于一种彼此不断接触的活跃状态。假如染色体与遗传无关,那么,为什么在精子和卵子形成时,染色体要这样极其优美地跳跃呢?正是带着这个问题,亨金进行了他的观察,从而使他的名字永远载人了生物学发展的史册。他注意到,分开的两组染色体在红蝽生殖器内优雅地舞动时,有一条染色体却静静地待在附近,没有加入这场狂欢。由于它少言寡语,舞动结束时,它并未在子代细胞间被均分为两部分——*终,它只是在精子的某一半内找到了自己的归宿。看上去它似乎和所有其他染色体没有什么两样,但亨金就是不懂为什么它要作壁上观。他满腹狐疑地给它起了个名字叫“受冷落染色体”(wallflowerchromosome),虽然我们还未完全明白为什么他会选择这个名字。也许是因为它的神秘,或者是因为它的出现有点“特别”,要不,就是因为它显然是一条多余的“非染色体”(ex—chromosome)。他称之为“X”染色体。这个名字沿用至今。迄今为止,多数其他染色体都有许多通俗而单调的名称,而X仍然是谜一样的X。它是特殊的,不过这种特殊性亨金还没有完全认识到罢了。P1-3

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