基因启示录(基因科学的25堂必修课)

作者简介

仇子龙，中国科学院神经科学研究所高级研究员，博士生导师。 1998年毕业于上海交通大学生物系，2003年在中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所获得博士学位。2003—2009年在美国加州大学圣迭戈分校神经生物学系从事博士后研究工作。2009年至今在中国科学院工作，研究方向是大脑发育疾病的基因原理与神经机制，研究成果入选2016年“中国科学十大进展”，并荣获国家基金委“杰出青年”基金。入选科技部“中青年科技创新领军人才”，中组部“万人计划”。 科研工作之余，仇子龙博士曾在一席、造就、SELF、墨子沙龙、TEDx、我是科学家等平台发表自闭症与基因科学的科普演讲，在“得到”App开设基因科学20讲课程，是热心科普的科学启蒙主义者。

内容简介

01 基因是生物界的绝对主角 基因是什么？基因就是上一代传给下一代的遗传因子 ，包含着重要的遗传信息。遗传信息是什么呢？比如，代 代相传的那些生物学特征就是遗传信息，茶花的种子长出 来还是茶花，鸡蛋孵出来的还是小鸡，不会是小鸭子。父 母通过基因把遗传信息传给了后代。 还有哪些重要的信息会由上一代通过基因遗传到下一 代呢？对于动植物来说，从出生那一刻起，基因就仿佛决 定了它们的命运，长什么样子，有什么习性，有什么本能 ，好像都是由基因决定的。基因好像决定了动植物的一切 。人类是万物之灵，可以说已经脱离了通常意义上的动物 界。那么，基因对人类的影响会不会不一样？基因会决定 我们的身高、长相、智商、性格，甚至命运吗？这些问题 正是我们在本书的前两部分试图解答的。 我想先回答一个最关键的问题，也是每个想了解基因 的人最想知道的问题，那就是：基因对生命的影响到底有 多大？ 在回答这个问题之前，我们得先搞清楚基因是什么， 基因其实是一种化学物质，这种化学物质你肯定听说过， 就是大名鼎鼎的DNA，中文叫脱氧核糖核酸。基因是编码蛋 白质的DNA片段 所有生物都是由细胞组成的，DNA是细胞核里的一团酸 性化学物质，呈双螺旋结构（见图1-1），DNA就是生物界 的遗传物质。 DNA是一部用4个字符写成的书—A、T、G、C，代表着 DNA的4种化学成分，学名叫碱基。不管DNA这本书里有多少 字词、多少句子，翻来覆去就是这4个字符，就像无限不循 环的圆周率（见图1-2）。不过，DNA并不是无限的，人类 的DNA总长度为30亿个碱基对。 基因是DNA这本书中有特殊意义的一些片段（见图1-3 ）。有的基因比较小，有数百个字符；有的基因则很大， 有数千个字符。有特殊意义的意思是，这些DNA片段负责编 码蛋白质的信息，一个基因编码一个蛋白质（见图1-4）。 蛋白质我们很熟悉，它们是帮人体实现生理功能的重 要生物分子。鸡蛋里的蛋清的主要构成就是蛋白质，其实 我们浑身上下都有蛋白质，肌肉里有肌原纤维蛋白，皮肤 里有胶原蛋白。不仅是人类的身体结构需要蛋白质，我们 吃下去的食物消化分解产生能量也要靠千千万万具有分解 食物功能的蛋白质。我们把这些具有分解食物功能的蛋白 质叫作蛋白酶。 举个例子，有人酒量好，喝酒脸不红头不晕，那是因 为他们体内负责分解酒精和消化酒精代谢产物的蛋白酶活 性很高。酒精的化学成分是乙醇，乙醇进入体内以后首先 会被代谢成乙醛，让我们脸红头晕的就是乙醛，而且乙醛 对人体全身上下都会产生一定的毒性。能将乙醛代谢为无 害的乙酸就要靠一种蛋白酶——乙醛脱氢酶。代谢酒精最 关键的蛋白酶，也是决定酒量的蛋白酶是乙醛脱氢酶，而 活性高与活性低的差别就体现在编码乙醛脱氢酶基因的一 个碱基上，酒量好的人这个碱基是G，而酒量差的人这个碱