基因是怎么控制人体的

1.3.1　从一个细胞长成的人

前面我们提到过一种细胞分裂的形式——减数分裂，这是人体产生生殖细胞的过程，所谓减数，就是分裂后的细胞中染色体的数量减少到了一半。我们的细胞进行得更多的是一种叫做“有丝分裂”的分裂方式，这种分裂方式能保证分裂后的细胞中的染色体数量和分裂前完全一致，有丝分裂的过程是从我们还是受精卵的时候就开始了。

受精卵经过有丝分裂一分为二，二分为四……这样持续不断的分裂，一个细胞变成了许许多多的细胞。在细胞数量增加的同时，另一个叫做“细胞分化”的过程也同步进行着。我们假设人体是一个军队，细胞数量增加就像是通过招兵买马让军队迅速壮大起来。但是，一支军队必须有不同的分工才能作战，因此，这队人马被分成侦察兵、工兵、炊事兵等等，这个过程就是“细胞分化”。我们每个人身上有着数十亿个细胞，虽然都来自同一个受精卵细胞，但各自的形态、功能都有所不同。有的细胞圆圆的像个盘子，随着血液流动，把氧气送到身体的各个部位，并将二氧化碳从那里带走，这就是红细胞；有的细胞长得像梭子，一收缩就能引起骨骼的运动，这是肌肉细胞；有一类细胞样子很不规则，有的长有的短，表面有像触角一样的东西，甚至还有许多的分支，别看它们丑陋，我们的身体要依靠它们进行协调，因为它们是神经细胞。

人体虽然有数十亿个细胞，但是这些具有不同功能的细胞不是混乱的堆在身体里的。就像军队里有营、连、排的结构一样，身体也有很明确的结构划分。功能近似的细胞在一起组成“组织”，几个组织在一起组成一个“器官”，多个器官在一起又组成了“系统”。整个人体就是由十一大系统组成的。正常情况下所有的这些组织、器官、系统，都有着各自的功能和分工，谁也不会做不该做的事情，谁也不会抢占别人的地盘。

刚才我们说过，细胞进行有丝分裂以后，新细胞和老细胞的染色体没有改变，也就是说，不管一个受精卵发育成一个成人需要进行多少次的有丝分裂，这个成人的每一个细胞中的染色体和当初的受精卵是一样的。换句话说，受精卵当中从父母亲那里来的基因，被完完全全地复制到我们身体的每一个细胞当中了。

大家是否想过，细胞经过有丝分裂过程，一个细胞变成两个细胞，新细胞中的染色体数量应该是老细胞的一半才对呀，为什么会保持不变呢？其实，在老细胞进行分裂之前，组成染色体的DNA进行了一次自我复制的过程，使老细胞中的染色体数量变成了原来的两倍，分裂过程中染色体被平均分配到新细胞当中，这样，新细胞的染色体数量就和老的一样了。

1.3.2　基因—蛋白质—功能

现在我们要解释基因是如何控制人体的了，这是大家都非常感兴趣的问题。事实上，基因只是一个“幕后策划者”，在人体的构成和生长发育中真正起作用的是蛋白质。

蛋白质有很多种，在人体中的作用主要可以分成两大类。一类是我们身体的建筑材料，一个体重100斤的人身体里面起码有45斤是蛋白质。它组成了我们的肌肉、皮肤、内脏，甚至毛发。这些蛋白质有的柔软、有的坚韧、有的还可以运动，可以说是变化多端。还有一类蛋白质叫作酶，以前也有人叫它“酵素”。酶的作用可大了，我们身体正常的生长发育必须依赖各种酶的正常工作，酶又是很脆弱的，当人体发高烧到42度以上时很多酶就会失去作用，这样，就有生命危险了。另外，参与生长调节的激素，参与免疫反应的一些大分子，主要也都是蛋白质。可以说，没有蛋白质就没有生命。

那么为什么说基因是“幕后策划者”呢？

蛋白质是由氨基酸构成的，氨基酸中共有20种，无论哪一种蛋白质分子，都是由20种氨基酸排列组成，只是不同的蛋白质分子氨基酸的排列顺序不同。氨基酸的排列顺序是由组成基因的碱基顺序决定的。还记得碱基有哪几种吗？对了，一共有四种：A、T、G、C。科学家们经过研究还发现，氨基酸本身也是由碱基决定的。3个碱基可以组成一个密码来决定一种氨基酸。

图1-2　蛋白质合成示意图

在小小的细胞里面有一个细胞核，带有遗传信息的DNA就住在细胞核里。而核的外面是细胞质，蛋白质是在细胞质里生产的。DNA个头太大了，不能跑到细胞质里去的，那么，是谁把DNA上面的遗传信息带到细胞质里了呢？原来，还有一类叫做RNA的核酸分子在起这样的作用（如图1-2所示）。

RNA也是由四种碱基组成的，和DNA不同的是，RNA的碱基中没有T，而是用U代替了。RNA又可以分成三种，一种叫信使RNA，负责把DNA上面的遗传信息“复制”下来，并带出细胞核；一种叫做转运RNA，负责把组成蛋白质的原料“转运”过来；还有一种叫核糖体RNA，提供了组成蛋白质的工作场地。整个过程当有一个非常非常重要的原则叫做“碱基配对原则”，DNA和RNA上的碱基必须是G和C配对，U和A配对，这样才能保证遗传信息精确无误地传 递。

现在我们看看自己的细胞里，这些小家伙们是怎样繁忙地工作的：首先，细胞核里像油条一样的双螺旋DNA解开，成为两条单独的油条——DNA单链，以其中一条链作为模板，按照碱基配对原则合成信使RNA。这样，DNA上的碱基顺序被记录在信使RNA的碱基顺序当中，使遗传信息得以传递。信使RNA被派到细胞质里面，与核糖体RNA结合，自己成了蛋白质合成的直接模板。转运RNA认识信使RNA上面的碱基顺序——遗传信息，同时也认识不同的氨基酸，它就充当了“翻译”的角色，在细胞里到处穿梭，把相应的氨基酸带到核糖体里面，使不同的氨基酸在信使RNA上面“对号入座”。众多的氨基酸手拉手连在一起，就组成了一个蛋白质分子。这样，DNA上面所带的遗传信息就准确地反映在蛋白质的氨基酸顺序中了。换句话说，特定的遗传信息，合成了特定的蛋白质。基因通过参与合成蛋白质而参与了几乎所有的生命活动。