為了能對(duì)基因有個(gè)全面的理解,我們有必要回過(guò)頭來(lái)先解釋一下基因究竟做了些什么:
基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的形成。
我們身體中的每個(gè)細(xì)胞中都有一份完整的DNA雙鏈,上面依次排列了數(shù)以千計(jì)的獨(dú)立基因。每個(gè)基因都會(huì)促發(fā)氨基酸合成蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非常龐大,它是一種專門(mén)協(xié)助細(xì)胞形成的分子,它能傳輸生命元素,還能產(chǎn)生所需的化學(xué)反應(yīng)。蛋白質(zhì)分很多種,它們是構(gòu)成人體所有一切的原料,從肌肉纖維到眼球膠原質(zhì)再到血色素,無(wú)一例外。我們每個(gè)人都是蛋白質(zhì)的集合。
基因包含這些蛋白質(zhì)形成的指令,并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的形成過(guò)程(見(jiàn)下圖)。
但是,基因并不是影響蛋白質(zhì)構(gòu)成的唯一因素。我們已知,基因指令自身也要受到其他因素的影響?;虿粩嗟乇粊?lái)自環(huán)境的刺激、營(yíng)養(yǎng)、荷爾蒙、神經(jīng)沖動(dòng)和其他基因激活或抑制(見(jiàn)下圖)。
這就很好地解釋了為什么身體中的每一個(gè)大腦細(xì)胞、頭發(fā)細(xì)胞或心臟細(xì)胞都包含著所有的DNA,卻有著各自不同的功能。這也很好地解釋了為什么基因上的一些微小差異就能引起如此巨大的不同:人與人之間的不同不僅僅在于基因上的微小區(qū)別,還在于每時(shí)每刻的生命活動(dòng)對(duì)基因的表達(dá)造成了積極的影響。
劍橋大學(xué)生物學(xué)家帕特里克·貝特森建議我們不妨將G×E看成是制作蛋糕。讓100個(gè)廚師從幾乎相同的原料開(kāi)始制造,他們最后總是會(huì)制作出品味各不相同的蛋糕。原料上的微小區(qū)別保證了差異的存在,但并不意味著就一定能形成差異。最后的差異與此過(guò)程無(wú)關(guān)。貝特森說(shuō)道:“成長(zhǎng)是一個(gè)化學(xué)過(guò)程,最終結(jié)果并不僅僅是原料的相加?!?/p>
與此相似,僅僅是某種具有基因并不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生某種類型和數(shù)量的蛋白質(zhì)。首先,為了促發(fā)蛋白質(zhì)的合成,必須激活每個(gè)基因,也就是打開(kāi)基因,讓它作出自己的“表達(dá)”。
基因?qū)W家最近進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),一些數(shù)目不明的基因具有多種功能。有時(shí)候,完全相同的基因若在不同時(shí)間,以不同方式被激活,便能夠形成不同的蛋白質(zhì)。
所有這一切都意味著絕大多數(shù)基因,并不能單獨(dú)決定某種性狀的形成。它們只是成長(zhǎng)過(guò)程中的積極參與者,并且具有很大的彈性。任何一個(gè)試圖將它們描述為“指令手冊(cè)”的人,實(shí)際是極大地低估了基因在設(shè)計(jì)上的力與美。