從DNA到蛋白質
我們都知道人類細胞裏有23對染色體,每一對都是一套來自爸爸,一套來自媽媽。這23對染色體,現在我們都知道裏面有個叫DNA的東西,也有人叫他基因。1950年代之後人類知道,DNA是線狀物,雙螺旋構造,DNA纏繞來纏繞去,形成密密的條狀物,就是光學顯微鏡看到的染色體。
DNA線狀物拉開來,是一條腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),鳥嘌呤(G),胸腺嘧啶(T)四種鹼基排列的一串資料。定序,就是把ATCG的順序定出來。
每個細胞裏DNA序列,約估是3 x 10^9個鹼基。每個人類個體間,約有450-500萬個鹼基的差別,差不多是0.16%。而人類和現存血源最近的靈長類黑猩猩,有1.2%的差別,和日本獼猴有5.6%的差異。
這些鹼基的不一樣,區別了物種,也讓每個人類個體間高矮胖瘦各個不同,除非是同卵雙胞胎。鹼基不一樣的地方,我們叫變異點。
如同上圖,12345五組,第一組和標準基因體一模一樣,;第二組個和第三組在左邊數來第8個鹼基,從T變成C;第四組則在右邊數來第三個鹼基,從C變成A;第五組在左邊數來第五第六個兩個鹼基TT掉了…。這種都是我們常見的變異點。可以設想一下,你我之間的差異,就在這種點點,450-500萬個。
變異點怎麼讓我們高矮胖瘦各個不同呢?
蛋白質,就是蛋白質! 人類大部份生理功能及構造都是蛋白質執行的。而DNA轉錄為mRNA, mRNA以三個鹼基為一組,轉譯為20種不同的胺基酸,依序組成蛋白質的線性結構(central dogma)。所以,不同的DNA序列,代表不同的蛋白質,代表它們執行任務功能有高有低。幾百萬種不同的蛋白質在一個生物體內交互作用,讓生物體的表型千變萬化。
自從2020年底DeepMind AI成熟後,我們可以說,掌握了DNA序列,就掌握了蛋白質!!
遺傳物質DNA產生變異點,有人叫突變,是演化的基礎。醫學在意的是,這些變化會不會變過頭,讓原有的功能太好或太差,導致生物體不適合當時的環境。這些狀況我們叫做疾病。