續:顧小培 拜拜你條尾
實在太有趣,不得不分享!
- 「終端」的煩惱
- 拜拜你條尾
- 斷口的處理
拜拜你條尾
尾巴有什麼用?以所有生物而言,用途可大了。包括產生動力(魚類)、平衡(袋鼠)、示愛(孔雀)、示警(鹿)、逃走(蜥蜴)、翻騰(貓)、抓東西(猴子)、拍打昆蟲(馬)、表示感情(狗)、支撐身體(啄木鳥)、用作武器(蠍子)以及飛行導向(鳥類)等。人的身體尚有尾巴的殘餘迹象,但除了極少數畸形生長外,正常者都沒有尾巴。那麼,何以小孩子說:「拜拜你條尾」?可能因為對方沒有禮貌,未道別,早已轉身,只好向他的尾巴說拜拜。
昨天談及細胞在一分二的時候,須複製DNA。好有一比,家中兩兄弟都是廚師,想要分家,各自獨立生活;什麼都容易分,但爸爸留下來的一本食譜,卻只有唯一的一套,二人都想取,怎麼辦?可以先將其拍下,再憑菲林做另一套。細胞也就是用這方法,把DNA多做一套。DNA是一大堆密碼,是所謂遺傳物質,其中的內容是「秘笈」,具備了細胞將來在生存中一切要應用和賴以活命的資料,尤其當中一些「生物酵素」的結構,不容缺失。什麼是生物酵素?打一個比方,燒東西要用火,火是催化的媒介,我們在實驗室中做化學實驗,少不了火;煲「老火湯」時,也須用火,經過長時間,把湯料煮得稀爛,將其中的味道和養分熬出來。但現在新發明了「壓力煲」,用(另類的)壓力代替火,事半功倍。在細胞內,不時會有化學性的活動,但沒有火,怎麼辦?正是靠(另類的)生物酵素。
細胞是怎樣複製 DNA的?它是用一個叫Polymerase的生物酵素,「騎」在原有的一條DNA上,由頭滑向尾,一邊滑行,一邊複製。可是,當Polymerase去到終端時,由於它本身「騎」在DNA上面,被它「騎」着的最尾部分複製不了,於是製成品稍有殘缺。新產品對原來的DNA說:「拜拜,你條尾」。
這條缺失了的「尾」端,本來只是「小意思」,複製不到也就罷了;但須知將來有一天,新造的那個細胞也須分裂成兩個,到時用作複製的「原本」既少了一小段「尾」,再造出來的新一代便會有進一步的缺失。日子有功,最終去到不可收拾的田地;這情況在人的身體表現出來,是為「衰老」。細胞有沒有辦法拆解這個無可奈何的缺失?最理想的方法,是將整條DNA頭尾相連,做成一個圓圈,於是再沒有「終端」,Polymerase也就可以將原來的DNA百分百複製。自然界中早有生物「想到」這方法,並加以應用。例如一般細菌的DNA,都是頭尾相連的。很遺憾,人的DNA不是一個圈,而是一條「直條」,那不就是說,人的細胞一定沒法複製出真確度達100%的DNA?卻又不是全無辦法,明天續談。
斷口的處理
一卷膠紙,撕掉一段,留下來的斷口,不能讓它黏回去,須想辦法令其突出來,例如稍摺一下,以便下次要用時,馬上能找到起點。牙膏擠完之後,出口處的蓋子須扭回去,防它漏出。處理電線更須小心,如果線的尾部露出了其中的金屬線,總得將它包裹起來,否則若有電流時身體碰上去,可會有喪命之虞。
細胞的細胞核內有染色體Chromosome,形狀像一卷線,其中的DNA,是遺傳密碼。為什麼叫它做染色體?沒有特別用意,只不過在一百二十多年前,科學家剛知道它的存在時,發現這東西能被染色,也就是,可以用化學方法令它現出顏色,從而現形。當時只是「猜」它在遺傳方面有特殊功能;在未確切地證實其性能之前,姑且稱之為「那個能被染色的東西」,僅此而已。何謂「遺傳密碼」?一個生物,一代一代的傳下去,新的一代必然具有不少「先天」的本能,換言之,一生出來,不需學,自己早已懂得的。這些先天本能從何而來?追本溯源,來自細胞中的DNA。染色體絲狀的結構中,主要就是這些串在一起的DNA。
在人體的細胞中,這些線狀的染色體是條狀的,也就是說,有兩個末端,像是「線頭」。(如果不是一條的形狀,又可會是怎樣?可以是像一條橡皮圈:例如一般細菌的DNA,都是頭尾相連的,做成一個圓圈。)另一方面,這條狀的東西,可以被折斷,一旦折斷了,就會產生像上文所述那些電線、膠紙等斷口的問題。這些斷口,會不規則地互相兜搭,做成混亂。於是,問題來了。染色體原有的兩端收口處是「線頭」,斷口也是「線頭」,兩者若糾纏不清,不就令天下大亂嗎?不用擔心,原來染色體正常的兩個收口處,都有一種叫「端粒」的終端物(Telomere)。最初科學家以為,端粒的用途,只是為染色體提供保護。
今年諾貝爾醫學或生理學獎三位得獎者的研究題目,正是與端粒有關。他們發現了一個「終端酶」或叫「端粒酶」(Telomerase),這東西能在DNA的末端,加多一條長尾巴(端粒)。有了這條「尾」,細胞在複製DNA的時候,便可以「騎」在「端粒」上,將整條DNA全部複製,一點也不浪費。不過,也有一點點犧牲,因為每一次複製,不免令這終端本身短一些。複製了若干次後,端粒也會「蝕」清光,之後,便會「蝕入肉」,也就是損及DNA的範疇。若DNA受損,身體機能退步,做成的後果之一,是全面的衰老。理論上,只要能善用Telomerase這個酵素,不停地修補損蝕了的終端,不就可以抗衰老嗎?憑這三位的發現,當今全世界不少科學家孜孜不倦,正在想辦法利用端粒酶,藉控制它的進退增減,改善身體機能,甚至治病。這便是他們三人得獎的原因。
嘩,撈埋genetics呢瓣添。
當年未讀到咩叫Telomere,終於開始明白呢段點解:
若DNA受損,身體機能退步,做成的後果之一,是全面的衰老。
如果好似上面咁講,響replication之後,端粒同DNA都會短左,短左就製造唔到酵素,亦即係話「衰老」係源自越來越多DNA漸漸喪失function,所以衰老process唔可以還原/逆轉… (寫低呢段既原因,係驚自己唔記得)
鎚,唔該曬!
呵呵,你又會同我癲,做埋筆記添,
不如我地一齊研究,試吓下屆玀諾貝爾獎?
多謝分享!