生命密码的本体

生命密码这个词，往下追溯的话，就是细胞里面的一套决定你会长成什么样子、怎么运转的说明书。这套说明书不需要用纸来书写，而是由化学分子来完成书写工作。载体存在于细胞核中，是双螺旋结构，两条链拧成了麻花。普通人看不见，用显微镜可以看见影子，用测序仪可以读出结果。每一个细胞里面都有一个完整的副本，肝脏细胞就阅读肝脏的那一部分内容，神经细胞则阅读神经系统的内容。读法不一样，活法也不一样。生命密码并不是一本锁在保险柜里永远不能打开的死书，而是一天天都在被翻开、被抄写、被修补着，比菜市场的账本还要忙碌。

碱基字母表

遗传信息的字母只有四个：腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C、鸟嘌呤G。它们排列成一行，就像四进制代码一样。A一直牵着T，C一直抱着G。一条链子上的顺序已经确定了，另外一条链子就会自动补全，这样的配对规则比锁和钥匙还要死板。人体每一个细胞中大约有三十亿个碱基对，打印出来的话可以堆满一整个房间。四个字母并不算多，排列方式却几乎无穷无尽。碱本身并不干活，只是用来储存信息的，就像硬盘里存储的0和1一样。信息量非常大，一克DNA可以储存数亿部电影。

密码子的翻译规则

三个碱基为一组，称为一个密码子。每一个密码子都对应着一种氨基酸，而各种氨基酸又会组合在一起形成蛋白质。蛋白质就是细胞里的工人、砖头、信号兵，从头发丝到消化酶全部都是它的舞台。密码子表共有64个组合，其中有些组合会对应到同一个氨基酸上，另外三个则是停止信号。这个规则对于细菌和大象都是通用的，所有的生命都使用同一个翻译字典。把基因中的一组密码子读出来，就可以推算出相应的蛋白质序列，就相当于拿到了菜谱里配料表。翻译机器就是核糖体，它不会看整本菜谱，只会接受信使RNA传递过来的一张小纸条。

基因开关和细胞分工

基因就如菜谱中的一道菜，几道菜组合起来就是一桌丰盛的饭菜。一个基因可以有几千到几百万个碱基组成，在其中还存在着非编码区。基因之间存在“沉默区”，以前称为垃圾DNA，现在已经知道很多起起到调控作用。开关位于基因的上游，就像水龙头上的阀门一样。打开阀门之后，RNA聚合酶就会沿着DNA跑起来，并且复制出一条信使RNA。信使RNA从细胞核中逃出来，在核糖体上合成出相应的蛋白质。基因开关决定了细胞会成为肝细胞还是神经元。同一种密码，在不同的细胞中翻开不同的页面，肝细胞负责解毒蛋白，神经细胞负责传导蛋白，井水不犯河水。

复制和突变

在细胞分裂之前，DNA会先进行复制。解旋酶把双链分开，聚合酶按照模板来补充新的链。这套复制机器的出错率很低，约为十亿分之一。没有修复好的错误就是突变。突变大多数没有疼痛或者瘙痒的感觉，在重要的地方就会改变蛋白质的功能。有的突变会引发遗传性疾病，而有的则会产生新的性状。进化就是突变和选择的过程，环境就是这个筛子，留下来能够生存下来的变异。生命密码并不是死板的书，而是一本活页本，有时候会被抄错几个字。抄错了其中一个字，可能会使一道菜失去味道，也有可能会使一场饭局失败。

读码和测序

以前读一段DNA需要几年的时间，而现在高通量测序几天就可以读完一个基因组。测序仪会把DNA分成很多小片段，然后读出这些小片段的内容，并用相应的算法把这些小片段重新组合起来。个人基因组测序的价格由原来的几十亿下降到了几百元，降幅超过了手机。读码并不等于理解码。得到三十亿个字母组成的序列，很多地方的人都看不懂。就好比一本书，字母都认识了，但是语法还没有吃透。生物信息学就是从字母堆中找出现象、现象之间的关系以及整个现象体系。读得越多就越发现暗号很多，明码很少。

改码和基因编辑的区别

读完代码之后自然就会想要修改代码了。工具从锌指核酸酶、TALEN发展到了CRISPR-Cas9。CRISPR-Cas9就像一把带有GPS功能的分子剪刀一样，它的向导RNA负责定位，而Cas9蛋白则负责对DNA进行切割。在细胞修复断口的时候，可以关闭一个基因、纠正一个突变、插入一段新的序列。一把剪刀把改生命密码由撞大运变成了精确操作。实验室中改造过的细菌、植物、小鼠、猴子等等。临床使用于血液病、部分失明、癌症免疫细胞改造等方面。回输到体内的细胞相当于给免疫系统换上了一支新的瞄准镜。

生命的密码中隐藏着一些秘密

密码可以修改，但是边界还是要画出来的。改体细胞只会影响到自己，而改生殖细胞则会影响到自己的后代。人类胚胎基因编辑在大多数国家都是被禁止的，在技术上可以做到，但是在伦理上并没有达成一致意见。基因隐私也是一大难题，测序数据可以透露出血缘关系、患病概率以及一些外貌特征。如果保险公司得到了这些数据的话，可能会进行差别定价。生命密码越是公开，个人就越容易“裸奔”。法律与监管仍然在追赶技术，追赶得汗流浃背。技术走在前面，规矩却跟在后面挨打，这样的局面短时间内是无法改变的。

极智词语解析精选

基因：DNA上编码一个功能产物的片段，就像菜谱中一道菜的做法一样。

碱基：密码的一个字母，共有四种，就像四色积木一样。

密码子：由三个核苷酸组成的一个翻译单位，它代表着一种氨基酸。

基因组：一个生物全部的DNA，就相当于一本完整的菜谱加上一些边角料和批注。

表观遗传：不改变字母顺序，在DNA上加上化学标记，就像在菜谱的页面上贴上便利贴一样，会影响到这道菜能不能做好。

突变：DNA序列抄错或者受到损伤之后产生的变化，就像菜谱上写错了某个字一样，有时候会把味道调得过咸，有时候整道菜都会被毁掉。

基因表达：基因从DNA转录成RNA再翻译成蛋白质的过程，就像按照菜谱来做菜一样。掌握生命的密码，落到根上就是会读、会查、会改这本用了几十亿年的时间来编写的一本化学说明书。读得越仔细，就越会发现哪些可以碰触到，哪些则需要小心对待。