這是一個(gè)令人震驚的事實(shí):顯微鏡下的一顆小點(diǎn)受精卵，小到遠(yuǎn)不如英文句號(hào)大，竟包含了構(gòu)成人類所需的全部信息。受精卵吸收營(yíng)養(yǎng)，逐漸長(zhǎng)大，從一顆小小的細(xì)胞發(fā)育成活生生、能跑能跳、懂思考的人，靠的僅僅是其本身攜帶的原始指令，再無(wú)任何后續(xù)補(bǔ)充。從受精卵形成的那一刻起，這些指令就存儲(chǔ)在特殊的DNA鏈中了，假如可以將DNA鏈提取出來(lái)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，有些DNA鏈足有拇指指甲那么長(zhǎng)。
這些DNA鏈極為纖細(xì)，完美地纏繞在一起，肉眼不可見，即便用顯微鏡也很難一睹真容。當(dāng)受精卵開始細(xì)胞分裂時(shí)，DNA鏈便匯聚成一種擁有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，我們稱其為染色體。這時(shí)，我們才能真正看到人類的遺傳物質(zhì)，但仍需 要先用特殊染料對(duì)其進(jìn)行染色，然后再放大幾百倍去觀察。
基因決定萬(wàn)物
人之所以為人，微觀世界中的基因起到了決定性的作用。我們將攜帶著遺傳信息的DNA片段稱為基因。的研究結(jié)果顯示，人類有20687個(gè)蛋白編碼基因，每個(gè)基因都有其特定作用。
有的基因能夠命令皮膚產(chǎn)生膠原蛋白，從而讓皮膚充滿彈性，保持緊致；有的基因能幫助生成色素，或指導(dǎo)人體細(xì)胞如何產(chǎn)生能量。人類懷孕56周時(shí)，基因便開始發(fā)揮作用，決定寶寶的性別。有的基因甚至?xí)�在人腦中制造某種化學(xué)物質(zhì)即便人已經(jīng)脫離母體很久，依然會(huì)受到這種化學(xué)物質(zhì)的影響。隨著年齡的增長(zhǎng)，人會(huì)受到外界環(huán)境的影響：如不同的飲食結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人有胖瘦之別，大腦中積累下來(lái)的記憶也會(huì)影響人類的行為方式，但我們消化食物或進(jìn)行思考的能力基本上是由基因決定的。
那么，基因到底從何而來(lái)？即使在受精前，生命遠(yuǎn)未形成時(shí)，基因也早已存在。構(gòu)成人類的一半基因儲(chǔ)存在精子的頭部，而在輸卵管里靜靜等候的卵子，則包含著另一半基因。只有當(dāng)兩個(gè)神奇的細(xì)胞精子和卵子相遇結(jié)合，我們獨(dú)一無(wú)二的基因身份才隨之誕生。除了受精卵自然分裂，形成基因一模一樣的同卵雙胞胎的情況，從基因的角度來(lái)說(shuō)，我們每個(gè)人在這個(gè)世界上都是獨(dú)一無(wú)二的。通過(guò)這本書，你會(huì)明白，為什么無(wú)論是過(guò)去還是將來(lái)，都不會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)你。我們將了解到底什么是基因、基因獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，以及基因是如何令生命成長(zhǎng)繁衍的。
跨越時(shí)空的基因
當(dāng)然，其他生物也有基因，而且我們的基因遺傳也并不僅僅始于父母：究其根源，可以一直追溯到30多億年前，地球上早的生命誕生之時(shí)。攜帶著基因并代代相傳的精子和卵子本身也是遠(yuǎn)古血統(tǒng)的產(chǎn)物。探究基因的源頭，可以追溯到我們的祖父母、曾祖父母，甚至一直追溯到我們率先離開樹木開始直立行走的史前祖先。基因之所以能通過(guò)這種方式代代相傳，要?dú)w功于基因的自我復(fù)制功能，換句話說(shuō)，細(xì)胞在分裂時(shí)，會(huì)對(duì)自身的遺傳信息進(jìn)行復(fù)制，以制造更多細(xì)胞，產(chǎn)生更多人類。但這種復(fù)制并非完美無(wú)瑕，這種緩慢卻無(wú)可避免的不完美不斷累積，不僅造就了我們的個(gè)體獨(dú)特性，同時(shí)也是進(jìn)化發(fā)展出新的生命形態(tài)的根源。因此，當(dāng)我們追溯的時(shí)間足夠久百萬(wàn)年的時(shí)光和無(wú)數(shù)代的生命，繼而發(fā)現(xiàn)我們的基因與祖先的基因差異竟如此之大，也就不足為奇了。但令人震驚的是，盡管經(jīng)歷了如此之久，有些基因卻幾乎從未改變。時(shí)至今日，人類的某些基因仍與單細(xì)胞微生物的基因極其相似，對(duì)此合理的解釋是：它們都遺傳自遙遠(yuǎn)的共同祖先，并一直保留到現(xiàn)在。人竟是從如此簡(jiǎn)單的生命，歷經(jīng)幾十億年進(jìn)化而來(lái)，如果你對(duì)此感到不可思議，那請(qǐng)想想人類在子宮里的變化吧在短短9 個(gè)月的時(shí)間里，從一個(gè)細(xì)胞變成一個(gè)形體鮮明的人類嬰孩。無(wú)論對(duì)于人的一生，還是就地球誕生至今的漫長(zhǎng)歲月來(lái)看，基因的確在一代又一代地傳遞著生命的秘密。本書后半部分將不再?gòu)募?xì)胞的角度介紹基因，而是通過(guò)基因的遺傳和變異來(lái)講解世間萬(wàn)物偉大的生命旅程進(jìn)化。
化學(xué)基因
基因雖然神奇，可從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，仍然屬于化學(xué)物質(zhì)。1828年，德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒1通過(guò)實(shí)驗(yàn)，人工合成了人類尿液中的化學(xué)廢棄物尿素，首次證明了生物體內(nèi)的物質(zhì)也需要遵循普遍的化學(xué)法則:并沒有所謂特殊的、神秘的生命力。幾十年后，人們發(fā)現(xiàn)遺傳基因也不例外。DNA 為英文脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid)的縮寫，是一種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。神父格雷戈?duì)?middot;孟德爾以豌豆實(shí)驗(yàn)巧妙地證明，豌豆的遺傳成分以因子的形式依照某種可循的規(guī)律代代相傳，這便是后世所說(shuō)的遺傳。一個(gè)世紀(jì)之后，人們發(fā)現(xiàn) DNA 分子的結(jié)構(gòu)像一架螺旋形的梯子，即標(biāo)志性的雙螺旋結(jié)構(gòu)。自此，科學(xué)家們找到了分析人與其他生物遺傳差異的突破口，繼而能夠操縱基因，創(chuàng)造新的生命形式。2000 年前后，研究人員又取得了一項(xiàng)令人驚嘆的成就:通過(guò)人類基因組計(jì)劃成功地繪制出人類基因組圖譜。隨著人類邁入基因工程的新時(shí)代，對(duì)基因的化學(xué)研究已成為日常工作，治愈遺傳性疾病也逐漸成為可能。正如你將在本書后幾章中所讀到的，生活在這個(gè)時(shí)代，我們可以親眼見證遺傳學(xué)家在科學(xué)研究中取得的令人振奮的進(jìn)步。