什么是 线粒体DNA夏娃学说?(ZT)

我们是同一对父母的后裔 ——介绍Y染色体亚当、线粒体夏娃学说

于生命的起源,一直是人类好奇和探索的领域。进化论者虽然提出了生命进化的学说,但当下进化论已经很少人问津,因为缺乏严谨、科学的理论支撑。

 

事实上,现代科学中提出了更为权威的信息,得出与进化论截然不同的结论。

1
生命的遗传信息
 

19世纪中叶,达尔文在小猎犬号的航程中,透过单透镜显微镜进行观察,提出了进化论。100多年来,经过某些专家、学者的不断“包装”,此假说居然被塑造成了一个被广为接受的理论。

随着科学技术的进步,人们观察到了细胞中的染色体、线粒体,以及它们包含的DNA编码序列,知道了生命更深层的秘密。目前科学家已经确认:“人类细胞中的DNA编码,是存储生命遗传信息唯一的载体。”

大小如一粒PM2.5雾霾的人类精子,居然包含了23条染色体;在这23条染色体中,竟承载了30亿个DNA编码。这些编码编织出的秘密,就是从父亲来的全部遗传信息。同样,在卵子之中,也有23条染色体,只是多了线粒体的16569个DNA编码,总共有30亿个DNA编码,承载着母系的全部遗传信息。

DNA编码很像电脑软件的编码,不同的是,DNA是4态码:A、T、C、G;而电脑是2态码:0、1。 DNA的编码,决定了人体的一切特征。你的细胞中的60亿DNA编码,编制出了你;我的细胞中的60亿DNA编码,编制出了我。但无论你我来自非洲、亚洲或欧洲,在我和你各自的60亿编码中,序列几乎是完全一致的,仅仅在千分之一的位点上,字码有所不同。例如,在某个点上你是“A”,我是“C”,就这样区分了我和你。

从科学角度来看,我们都是DNA编码下的人。人类的DNA序列如此一致,从中可以看到,我们有一个共同的DNA编码人的源头。DNA编码揭露出的科学事实,说明人类不可能是“随机”进化产生的结果。

2
猿与人的进化鸿沟
 

1859年,达尔文在《物种起源》中说,进化是“因为自然选择只是利用微细的、连续的变异而发生作用;她从来不能采取巨大而突然的飞跃,而一定是以短的、确实的、虽然是缓慢的步骤前进”,“倘使能证明有任何复杂器官不是经过无数的、连续的、轻微的变异形成的,那么我的学说就要完全破产。但是,我还没有发现这种情形”。

如今,高倍显微镜让人们看到了人类细胞核中包含着23对(46条)染色体,猩猩是24对(48条)染色体。染色体对数的差异,是100多年前的达尔文无法想象的科学证据。

事实上,染色体对数的区别就阻断了猩猩与人共祖、同源进化的可能性,成了“渐变进化”无法跨越的鸿沟。就像不可能去商店购买47.99个鸡蛋一样,染色体条数同样不能以非整数存在。因此,不能有染色体条数的数目一点点地渐变,例如,不可能在48条 (24对)染色体和46条(23对)染色体中间,存在着47.99或47.98等数目染色体条数的、渐变过程中的猿人。

显然,24对染色体的各种器官,也不可能“渐变进化”成为23对染色体的器官。现今,是进化论“完全破产”的时候了。


图片:Y染色体亚当和线粒体夏娃

3
分子人类学的诞生
 

20世纪80年代,人们开始通过DNA的遗传信息,去寻找人类的起源和发展,去分析不同族群DNA序列上的联系及各自特点,由此诞生了人类学研究的新学科——分子人类学。从此,人类学的研究不再局限于从骨骼解剖学上去认识,不再仅仅依靠从发掘的化石上进行考古,而开始从DNA编码中去寻找人类自己的故事。

分子人类学家从成千上万人类的血液样本分析中发现,我们都是15万年前一对父母的后代,他们就是名副其实的亚当、夏娃,这正是Y染色体亚当理论、线粒体夏娃理论的核心。

分子生物学家们之所以命名他们为“Y染色体亚当”和“线粒体夏娃”,是因为DNA的证据表明,他们是人类的男女祖先。这与圣经《创世记》中告诉我们的故事是多么一致啊!我们不能不赞美上帝,他早已将我们生命的密码,存储在我们的血液之中了。

4
谁是线粒体夏娃?
 

在人类细胞的细胞质中,存在着一种“线粒体DNA”(mtDNA)的物质。受孕产生的胚胎细胞的细胞质中,几乎全盘地继承了来自母亲的mtDNA,父亲的精子只是向胚胎细胞核中贡献了23条染色体,而对细胞质中的mtDNA没有影响。因此,子女的mtDNA只是来自母方,他们的mtDNA与母亲的几乎完全相同。因此,任何人的”mtDNA”,与其母亲、外祖母、外曾祖母、外高祖母等,没有差异或差异很小。

1981年,英国剑桥大学首次测定和发布了一个普通欧洲人的线粒体DNA序列,这就是著名的“剑桥序列”。这16569个DNA字符代码组成的圆环状“字符代码串”,成了全世界各个族群的医学判定标准。因此,它不但是分子医学,也是分子人类学的重要里程碑。

1987年,美国加州大学威尔逊教授,在权威期刊《自然》上发表文章,称他们从不同人种的mtDNA研究结果表明,现今全人类的mtDNA,有高度类同的特征,说明所有人类都是一位女性的后裔。威尔逊等人说:“我们可以将20万年前这位幸运的女性称为夏娃,她的世系一直延续至今。”

这就是“线粒体DNA夏娃学说”的缘起。

5
谁是Y染色体亚当?
 

什么是Y染色体?除了线粒体中mtDNA之外,其它的DNA全部包含在细胞核中的23对染色体中。孩子的22对44条常染色体,有22条来自父亲,22条来自母亲。另外,还有一对性染色体:如果是女孩,她的一对性染色体是XX,分别来自父亲和母亲;如果是男孩,他的一对性染色体是YX,Y染色体来自父亲、X染色体来自母亲。可见,只有男孩才能承继父亲的Y染色体,并向下一代传递。上帝何等公平,女孩和男孩分别担当了线粒体和Y染色体承传的重任。

1995年,道瑞特等科学家在期刊《科学》上发表了一篇《人类Y染色体在ZFY 区上不存在多态性》的论文。他们测定了分处世界各国各地,共38 名男性Y染色体,结果令他们大吃一惊:在他们检测的ZFY基因区中,38人的DNA序列包含的729个DNA字符,竟然完全相同。这可以看成一个标记,即表明他们有共同的父系。

根据这一结果,他们断言,目前的人类有一位共同的男性祖先,估算他大约生活在27万年之前。这样,继“线粒体夏娃”被发现之后,“Y染色体亚当”——这位人类共同的“老爷爷”祖宗,首次从历史的迷雾中,露出了他的面目。

1997年10月31日,《科学》刊登了另一篇题为《Y染色体显示亚当是一位非洲人》的论文。于是,这位人类共同的始祖,被正式命名为“Y染色体亚当”。

6
遗传突变的新标记
 

在Y染色体中,大约有5千多万DNA字符。Y染色体的DNA编码,通常可以被下一代不变地承传。但是,经过若干代遗传,也可能在一个男婴形成胚胎时,DNA字符序列中某个字符会产生“突变”,如由原来的“T”变成了“C”,形成了一个新的遗传标记。这个“特别的儿子”的Y染色体上,既有父亲的标记,也有自己的新标记,它们也将完全不变地被复制在他的后代身上(当然,后代也会继续加入新的突变标记)。

于是,新的“遗传标记”会一代代地传下去,成为某一族裔所拥有的特殊标记。例如在中国汉族人身上,有一个M175标记,其标志是:Y染色体的第UTY1exon 段“第84到88有5个字符‘TTCTC’缺失”,95%以上的中国人都属于这个群体。

正是Y染色体的承传和产生突变标记,使得Y染色体有着记录人类父系家谱的功能。Y染色体鉴定可以确定一个人上下许多代的父系关系。依据Y染色体,目前确定了沙皇一家人全部遇害,没有逃脱的公主;在美国,解决了180多年前杰斐逊总统私生子疑案;在中国,找出了1800年前曹操的Y染色体;犹太科学家发现了3300年前旧约圣经中大祭司亚伦的Y染色体。

7
谁是北京猿人的子孙?
 

1929年12月2日,在中国北京郊区发现第一个北京猿人头盖骨,从头盖骨的厚度、脑容量大小、眉骨厚突和低前额等特点,就推断出从爪哇猿人到北京猿人、到欧洲的尼安德特猿人、再到现代人的进化过程。并将北京猿人定名为“北京人”。

1929年12月28日,中国地质学会召开隆重的庆祝大会,仅仅26天以后,就宣布找到了中国人祖先化石。后来以铀系测年法确定他生活在50到40万年前。从此,北京猿人就有着不可挑战的、中国人祖先的地位。

但是,北京猿人真是中国人的祖先吗?

2000年,复旦大学以金立教授为首,组织了包含中外专家的研究团队。他们在西伯利亚、中国、东亚各地的163个代表族群中,抽取了12127个男性血液样本,研究结果表明,他们全都是Y染色体亚当后裔M168标记男子的后裔,没有一个例外。

这一研究结果,发表在2001年5月《科学》上。这一结论给亚当理论和夏娃学说钉下了决定性的一颗钉子,也解除了我们对自己身份认知上的困惑,即中华民族,没有一人是北京猿人的子孙,而全都是Y染色体亚当和线粒体夏娃的后裔,这是无法否认的,证据就在你我的血液中。

不少进化论者想用进化论来解释“Y染色体亚当”和“线粒体夏娃”来源,但是,染色体数目的差异已经否定了猿进化成人的可能性。同时,通过常染色体上的标记分析,更确认全世界现代人的常染色体编码极其一致,完全没有掺合杂质的可能。全世界人类DNA编码的一致性,确定了我们都是同一对父母的后裔,不可能由进化而来。

作者从事人工智能软体研究,应用电脑科学分析生物DNA编码。专著The Origin of Species by DNACoding英文电子版已在亚马逊出版发行。


注:

欲了解更多有关人类和生物来源的知识,请查看网站:

DNA解码科学联盟http://www.bydnacoding.org/index.html

http://www.wenxuecity.com/blog/201509/69327/178557.html

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神奇复杂的细胞(下)大公司分家—壮观而精细的有丝分裂 (ZT)

我们前面说了,细胞的整个分裂过程叫细胞周期,细胞周期包括G1期或DNA合成前期,S期或DNA合成期,G2期或DNA合成后期,M期或细胞有丝分裂期。前面3期细胞所做的一切,就是为了M期—有丝分裂。

经过前面3期的准备,细胞变得很大,这时一个细胞其实已经含有2个细胞的所有成分。万事俱备,只待东风,只待进入分裂期。

我常常把细胞分裂看作是公司分家。细胞需要分裂,就好像一个公司的业务太多,需要发展,一个公司要发展成2个公司。现在,新公司所需要的一切,包括人员,包括机器,包括公司所有的图纸档案,全部制造,复制完毕,只待大搬家了。

我们人类的公司搬家,常常需要雇用一个搬家公司,且不说前面阶段所有公司家具机器的制造,常常是从外面订购或制造。而我们的细胞所做的所有一切,都是细胞自己完成,所有机器都是自己制造,人员自己培训,蚂蚱串自己串。现在要大分家了,一切照样自己来。

细胞的有丝分裂(mitosis)通常包括前、中、后和末期,这是一个连续变化过程,一个母细胞由此分裂成为两个子细胞。通常在1~2小时内完成。

整个有丝分裂期我们看看百度百科的描述:

1. 前期(prophase)染色质丝高度螺旋化,逐渐形成染色体(chromosome)。染色体短而粗,强嗜碱性。两个中心体向相反方向移动,在细胞中形成两极;而后以中心粒随体为起始点开始合成微管,形成纺锤体。随着核仁相随染色质的螺旋化,核仁逐渐消失。核被膜开始瓦解为离散的囊泡状内质网。

2. 中期(metaphase)细胞变为球形,核仁与核被膜已完全消失。染色体均移到细胞的赤道平面,从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的着丝点上。从中期细胞可分离得到完整的染色体群,共46个,其中44个为常染色体,2个为性染色体。男性的染色体组型为44+XY,女性为44+XX。分离的染色体呈短粗棒状或发夹状,均由两个染色单体借狭窄的着丝点连接构成。

3.后期(anaphase)由于纺锤体微管的活动,着丝点纵裂,每一染色体的两个染色单体分开,并向相反方向移动,接近各自的中心体,染色单体遂分为两组。与此同时,细胞被拉长,并由于赤道部细胞膜下方环行微丝束的活动,该部缩窄,细胞遂呈哑 铃形。

4.末期(telophase)染色单体逐渐解螺旋,重新出现染色质丝与核仁;内质网囊泡组合为核被膜;组胞赤道部缩窄加深,最后完全分裂为两个2倍体的子细胞。

(以上摘自百度百科)。

呵呵,想象一下吧,一个含有几十万工人和机器(蛋白质或蚂蚱串),成百上千的车间(各种细胞器)的大公司,要精确地分成2份,完整的从一个建筑中搬到另一个建筑中(且不说这个建筑本身就是从前个建筑中分出来的),2个建筑最后所含的工人和机器基本上一模一样,人类需要多少人工,多少时间?我们的细胞只需要1-2个小时!而前面所有的准备工作,所有物质的准备和制造,也只有24小时不到!有哪一个人,哪一个组织能做到这些?24小时!

现在,人类基本上已经能够在实验室里合成细胞内的任何一种分子,但是人类无法造出整个细胞。因为,即使造出了所有的分子,把它们放到一起,形成各种细胞器,如何使各种蛋白质去它们该去的地方,如何使它们井井有条地开始工作,无法做到。

所以,能造DNA何蛋白质,还不算制造生命。能造细胞,才意味着能制造生命。制造细胞,人类现在做不到,在可见的将来做不到。将来的将来能否做到,我很怀疑。

现在,大家可以知道,为什么说细胞是世界上最复杂,最精细,最聪明的了吧。

http://blog.wenxuecity.com/myblog/63039/201509/10584.html

神奇复杂的细胞(中)复杂而精确的细胞制造 (ZT)

前文说了(神奇复杂的细胞(上)比人类还聪明能干的细胞 ),当今世界,只有细胞能够制造细胞。那么,细胞是如何制造细胞的呢?靠的是细胞分裂—一个细胞分裂成2个细胞,原来的那个细胞就造出了一个新细胞。实际上也是如此,细胞分裂就是一个细胞造出了另一个细胞。

细胞是如何分裂的?如果您知道细胞分裂的整个Cycle,曾经在显微镜下看见过细胞分裂的过程,想象一下当时细胞内正在发生和进行的事情,您会惊异这是一个何等精细巧妙,而又何等庞大复杂的过程!

先看一下细胞的整个分裂周期(Cell Cycle),这是细胞制造新细胞的整个过程:

cellcycle

这里,M代表Mitosis(有丝分裂),是一个细胞分裂成2个细胞的过程;S代表Synthesis(合成),主要指细胞合成DNA的阶段,G是Gap (间隙),指合成和分裂之间的间隙。G1期又称为DNA合成前期,在G1期细胞为合成DNA作各种准备。G2期又称为DNA合成后期,在G2期细胞为分裂作准备。这里的G0期,是指细胞不再处于分裂周期中,说明细胞不再生长。人体有很多细胞是处于G0期的不生长的细胞。每次细胞分裂,细胞要经历G1期,S期,G2期,和M期。一般来说,哺乳动物的细胞,能够在24小时左右完成整个周期。

上面这个示意图,大致显示了细胞分裂各期所占的时间。如果整个周期是24小时,我们可以看见,G1期和S期各占大约三分之一时间,也就是说,大约8小时。G2期和M期加起来占三分之一,其中M期占1-2小时。

在G1期,细胞主要是大量制造RNA,核糖体和蛋白质。RNA是细胞制造蛋白质的工具,核糖体是制造蛋白质的场所,好比是一个车间,蛋白质则是为下个阶段制造DNA准备的各种工具。在这一期细胞的物质代谢特别活跃,细胞体积快速显著增大。这一期为下阶段S期的DNA复制作物质和能量的准备。光拿合成蛋白质来说,想象一下,每个蛋白质是有几百个蚂蚱(氨基酸)串成,大量的蚂蚱从细胞外抓进来,进来后在细胞内乱飞,然后被一个个抓来,串起来,蚂蚱不能用错,顺序不能搞错,成千上万个这样的蚂蚱串,要在8个小时左右的时间里完成,这是一个怎样的景象?

下一期是S期,又叫DNA合成期,在这一期,细胞要把细胞核内的DNA全部复制一套,即我们以前说过的近30亿的木牌串(见癌细胞是怎么发生的(4)一个细胞发生癌变的几率)全部照原样重新串一套。这又是一个多么大的工程!且不论我们前面说的要完全一样,出现错误要检查,纠正。并且,除了合成DNA外,细胞还要合成组蛋白,组蛋白是染色体的组成部分。DNA复制所需要的酶也需要在这一时期制造。光木牌串就近30亿!您就坐这儿数数,数30亿要多少时间?把30亿个木牌一个个找来并串上,木牌不能用错,顺序不能搞错,要是让人来做,要多少人才能够在8小时内完成?

接下来是G2期,又称为DNA合成后期,这是细胞分裂的准备期。在这一时期,DNA合成已经完成,细胞需要大量合成新的RNA及蛋白质,这是下一阶段,细胞的有丝分裂所需要的各种工具和机器,包括微管蛋白和促成熟因子等。还包括,下一代细胞的生存所需要的所有分子,包括蛋白质。因为,下一期—M期后,就是2个细胞,各过各的日子了。这期该多么繁忙,大家自己想象吧。

这所有的一切,都是为了那最后一刻,精细,复杂,伟大,壮观的M期—有丝分裂期!

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癌细胞是怎么发生的(9)杀死人类最多的有关事件:P53的突变 (ZT)

题目是为了吸引眼球,但是绝对是事实。因为,人类的所有癌症中,有50%是和P53的突变有关的。目前据说每年死于癌症的人数是8百多万,那么可能和P53突变有关的死亡就是4百多万,10年就是4千多万。呵呵,大概除了世界大战,这个P53的突变,可能是和世界人口死亡最多的一个有关事件了。和P53突变有关的癌症死亡还在以更快的速度上升,最终会超过世界大战,成为死人类最多的事件,没有之一。

那是因为,P53有如此重要的功能,又有如此复杂的结构,P53基因的突变,就很容易引起其功能的丧失,进而使基因的突变无法得到纠正,细胞的癌变发生没有得到终止。

基因突变是怎样使P53丧失功能的呢?我们前文提到了P53由393个蚂蚱串成,整个蚂蚱串有4个部分组成,各有其不同的功能。4种功能合起来,P53才能完成其修复DNA突变,或抑制突变细胞的生长的功能。4个部分任何一部分的功能丧失,都会使整个P53不能行使其功能。

比如,假如P53形成4联体的这部分突变了,P53不能形成4联体,这个细胞内的P53就失活了。其他的功能,包括负责启动一些基因表达的启动;负责发现DNA上需要激活的特殊基因段;负责发现被破坏的DNA,其中任何一部分功能的丧失,都可以使整个P53失活。

不仅这4个部分的功能丧失可以使整个P53失活,P53上还有其他一些片断发生突变,也可以使P53不能发挥其功能。

比如,P53的合成是在细胞核外,但P53执行其功能是在细胞核内。于是,P53在被合成后必须被转运至细胞核内。在P53上,有几个蚂蚱的排列是P53被转运至细胞核内的通行证。细胞内有专门的转运蛋白,能够把带有这种通行证的蛋白质转运入细胞核。但是,假如这个通行证的蚂蚱的排列错了,出现了一个错误的蚂蚱,于是P53就不能进入细胞核,这个P53也就失活了。

在实验室里,人们曾经把P53上可能有影响的蚂蚱都一个个的突变了,然后把它放回细胞,看突变了的P53是否丧失功能,以便发现每个蚂蚱对P53功能的影响。人们发现了很多蚂蚱都对P53发挥其正常的功能有关。

这就是P53作为最重要的肿瘤抑制因子的代表,它的突变对其功能的影响。由于其众多的蚂蚱中,很多蚂蚱的变化都能使其失去活性,这也是为什么P53的失活,几乎是50%的人类癌变细胞的发生机制。

因为,P53本身是发现并纠正DNA突变错误的,现在自己本身都突变了。一个单位的纪检委都腐败了,这个单位的腐败,还不变成恶性的?

后记:”癌细胞是怎么发生的“系列到此全部结束。谢谢大家阅读。

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癌细胞是怎么发生的(8)最重要的防癌防线:肿瘤抑制基因P53 (ZT)

在讨论癌细胞形成以后的事情以前,让我们重点看一个Tumor Suppressor(肿瘤抑制基因)。这可能是人体最重要的一个基因或蛋白质,人类约百分之五十的癌变,就是因为这个基因的突变。也就是说,现在每年全世界因为癌症而失去生命的人数大约800万,那么至少有400万是由于这个基因的失活。这个基因就是P53。理解P53可以进一步帮助我们理解基因突变造成癌细胞的机理。

我们知道,基因突变会造成细胞癌变,有一组叫做肿瘤抑制基因(Tumor Suppressors)所造的蛋白质,能够抑制这个过程,P53就是其中最重要的一个。

P53,P指Protein(蛋白质),53是因为这个蛋白质有53千个Dolton的分子量。P53可能是所有人体蛋白质中,被研究得最彻底的一个蛋白质,没有之一。我不知道是否有另外一个蛋白质有如此高的待遇,唯一有可能的是胰岛素,但是胰岛素的研究肯定没有P53如此热门。

自从P53在上世纪70年代末被发现以来,高峰时每年几乎有1万多篇有关P53的文章发表,每年全世界研究P53的科学家们都要聚在一起开大会,交流关于P53及有关研究的新进展。可见这个蛋白的重要性。

那么,P53到底是干什么的呢?它的任务就是,一旦细胞内的DNA遭到破坏,发生突变,P53就会出现,并且启动程序,1)使这个细胞停止生长;2)修复被破坏的DNA;3)最后一道防线,引起细胞自杀(Apoptosis,细胞程序性死亡,又译作细胞凋零)。

在正常细胞里P53的表达是很低的。所谓表达低,是说这个蛋白质通常制造的数量很少。我们知道所有的蛋白质都是基因决定的,也就是说,每个细胞都有P53这个基因。但是在通常的情况下只表达很少。一旦某个细胞的DNA被破坏了,P53的表达就增加了,这个细胞内就会出现大量的P53。然后,P53就会启动上面所说的程序,是细胞或停止生长,或自己死亡。

既然P53是一个由DNA决定的蛋白质,它自己自然也会突变。当决定P53的DNA突变时,特别是这个突变引起P53的结构或者功能改变,导致P53失活,癌变就会发生。

P53是由393个氨基酸组成(一个有393个蚂蚱的蚂蚱串),整个蛋白质有4部分组成,每部分有其各自的功能:1)负责启动一些基因表达的启动;2)负责发现DNA上需要激活的特殊基因段;3)P53必须4个分子一起工作,P53的某一段负责和其他P53结合,形成四联体;4)负责发现被破坏的DNA。

也就是说,P53是一个多功能,技术高超的工人,他负责发现被破坏的DNA,一旦发现,他会找到需要的DNA去产生需要的蛋白质来启动前面提到的包括使细胞停止生长甚至死亡的程序。他们必须4个一组,抱成团才能工作。

任何对这位技术工人某方面功能的损害,都会使这位工人下岗,癌症就会发生。下篇继续谈P53的突变和其功能的丧失。

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神奇复杂的细胞(上)比人类还聪明能干的细胞 (ZT)

既然癌症始于正常细胞生长失去控制,本文讨论一下细胞。

世界上最复杂的是什么?当然是人体。人体是如此的复杂,以致至今人体有很多功能及生理病理过程之机理没有搞清,生理比如神经系统,比如记忆,思维的实质等等,病理比如癌症,以及很多很多其他的疾病。

其实,不要说整个人体,人体的最基本组成单位细胞,已经够复杂的了,就不要说有40万亿左右的细胞组成的人体了。

细胞是所有生物的基本组成单位,是能够独立生存并且生长最小的生物体。我们可以在培养皿里培养细胞,只要给以足够的营养,细胞就能够生存,生长。给与适当的刺激,细胞就能分化,分化成各种细胞。

再分下去,细胞的组成是亚细胞体(各种细胞器),亚细胞体就不能自己生长了。亚细胞体包括:含有染色体的细胞核,含有DNA(我们的木牌串,哈哈)的染色体,含有各种酶负责消化食物的溶酶体,负责产生能量的线粒体,负责合成蛋白质(串蚂蚱串)的核蛋白体,化学加工厂高尔基体,等等。

包裹着整个细胞的是细胞膜。细胞膜其实是最大的细胞器,细胞膜本身是由磷脂双分子层构成,上面嵌有大量的蛋白质,承担着各种各样的工作,有的是接收器,接收外来的各种信号(生长因子,激素,等等),有的是转运器,把细胞需要的各种物质转运入细胞。

再分下去,就是各种分子了,最重要的分子是木牌串DNA,含有所有蚂蚱串的名单和制作方法;RNA–制造具体蚂蚱串的图纸及工具(有几种不同的RNA执行);以及最重要—作工—蛋白质,即我们的蚂蚱串。上面所有的细胞器,真正在里面工作的是我们的蚂蚱串。其他的分子,还包括脂肪,糖,以及各种小分子物质。

到现在为止,在每个细胞内,到底有哪些蛋白质,多少蛋白质,每个蛋白质的功能,所在位置以及各蛋白质之间的关系,都不完全清楚。

到现在为止,人类能够在实验室合成或制造任何细胞内的分子,也许能够组装细胞器(亚细胞体),但是,人类还没有能力制造一个细胞,将来是否能够,不知道。

谁能制造细胞?世界上,除了最初造出了细胞的上帝(呵呵),现在,能够制造细胞只有细胞。

哈哈,一个小小的细胞,比人还聪明,还能干!(当然,人类能造计算机,宇宙飞船,能掐架,能抬杠,呵呵,还是人类能干,这话不说的话,抬杠的就来了)。

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癌细胞是怎么发生的 (6) 可以引起癌变的因素 (ZT)

好,现在我们知道了,一个正常细胞变成癌细胞的根本机理,是细胞内的2种基因,Proto-Oncogenes(原癌基因)和Tumor Suppressors(肿瘤抑制基因),发生了突变。那么,哪些因素会引起基因突变呢?

我们已经知道,基因突变,是指我们的细胞内的DNA的结构被改变了,我们所说的“木牌串”上的木牌被换掉了。也就是说,任何因素,只要能进入我们的细胞,破坏DNA的结构,确切的说,把“木牌串”上的木牌换掉,而这个木牌,又恰恰是那些蚂蚱串的名单中的一个,蚂蚱被换掉了,基因突变就发生了。

哪些因素能够进入我们的细胞并且破坏DNA呢?常见的有:放射线,紫外线,各种能够破坏DNA的化学物质,包括我们呼吸时进入我们的呼吸道,并且被吸收的某些化学物质,包括我们吃入的食物,饮料所含的某些化学物质,包括食物被代谢以后的产生的某些化学物质,等等等等。这个名单还在不断增加。

具体哪些物质,各种文章介绍很多,本文不作具体罗列,主要探讨已知的可能的机理。

一些放射性物质发出的放射线,阳光中的和有些医用的紫外线,食物代谢产生的自由基,都能够直接攻击DNA,破坏DNA,用我们的话说,就是打掉原来的木牌,然后如果检修工再犯错误,放上错误的木牌,于是突变就发生了。有些食物的代谢产物,本身结构类似赵钱孙李的结构,在DNA重组或复制时被装进了DNA,于是这段DNA的功能也就变了,或者说基因被突变了。

有些病毒感染,会把病毒自身携带的Oncogenes(癌基因)转录给人体细胞。于是人就得到了Oncogenes,其作用和从Proto-Oncogenes突变来的Oncogenes一样,此时,就可以启动细胞癌变的过程,这个细胞就有可能变成癌细胞。还有的病毒,在细胞内复制时,能够把人体细胞自身的DNA破坏或引起突变。使得Tumor Suppressors(肿瘤抑制基因)被抑制或灭活,这样,也可引起癌细胞发生。

还有就是在细胞分裂时,需要复制一套DNA给子代细胞,复制时,重组时,分裂时,都会产生错误,造成突变。

由于化学物质,紫外线,放射线等等的污染加重,病毒的感染,人体细胞内的DNA的突变每天都在发生。如前所说,幸运的是,人体细胞染色体含29亿碱基(29亿块木牌),并不是所有碱基突变造成基因突变。即使基因突变了,并不是所有突变都造成基因的激活或灭活。并且,人体细胞有2万多基因, 在Proto-Oncogenes被激活或Tumor Suppressors被灭活时,这个细胞就会变成一个生长失去控制的癌细胞。

决定人体基因的DNA主要存在于细胞核内的染色体中。由于人体有23对染色体。除了决定性别的XY染色体,其余的染色体是成对的。也就是说,绝大多数的人体基因,在细胞核内有2套。常常在某个染色体的DNA上某个基因被突变了,但是在另一染色体上没有突变,这个基因还可以有活性。一般来说,只有在2套DNA上的同一个基因都突变了,这个基因才会失去活性。

有这种可能,一个人的某个细胞的一条DNA的Tumor Suppressor20来岁时突变了,但是由于另一条DNA的这个Tumor Suppressors基因没有突变,所以癌细胞不会发生。但是在他5,60岁的时候,另一条的DNA的Tumor Suppressors也突变灭活了(这个在Oncogenesis上,叫第二次打击),这个人就会发生癌细胞了。这也是为什么随着年龄的增加,发生癌变的几率也增加的根本原因。因为人体细胞的突变是积累的。

假如一个人,出生时一条DNA上的上述的2种基因,Proto-Oncogenes(原癌基因)和Tumor Suppressors(肿瘤抑制基因),已经有一个突变,那么这个人,发生癌细胞的几率就大大高于2个基因都正常的人。因为别人需要在“2次打击”以后细胞才癌变,这种人只需要1次打击。也就是说,这2套基因中的一个基因突变了,身体内就好比埋下了一个地雷,第二套中的另一个再突变,这个地雷就被引爆了。

由于各种污染的加重,人类寿命的延长,在人的一生中基因突变的积累,人类癌症发病率在增加,这是趋势。尽量避免接触和暴露于某些化学物质,紫外线,放射线,病毒感染,尽量避免进食有可能含有或在代谢时会产生致癌物质的食物,等等,是避免癌细胞发生的重要措施。

这是癌细胞产生的大致机理。但愿我阐述清楚了这个问题。也希望这样说能够帮助大家理解肿瘤发病的机理,有助于大家避免,预防,和治疗癌症。

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癌细胞是怎么发生的(4)癌细胞发生的几率(A)(ZT)

基因突变在人体内是经常发生的,但是,正好在一个细胞内,这2种基因都发生了突变,这种机会还是非常少的。
 

如何少法?现在让我们来大致计算一下。很多数字是估计的,和实际有出入,甚至很大的出入。但是,至少可以给我们一点思考。

 

 

前面我们已经说了,我们再复习一下这些数字:

 

(1)人体的每一个细胞有一套DNA,含29亿木牌(碱基)(前文中说有近9亿,我又在别的来源看见有29亿,故采用之)。其中2千多万是用来造蛋白质的,称为“基因”。我们假定还有2千万左右和基因调节有关(如何串,何时串蚂蚱串)。一共4千多万。

 

(2)蛋白质有2万多种,其中仅有2种是和癌变有关的,一种叫Proto-Oncogenes,一种叫Tumor Suppressors,2种都突变了,Proto-Oncogenes变成了Oncogenes,加上Tumor Suppressors变得不Work了,这个细胞就变成了癌细胞。

 

好,首先,突变发生在“基因”有关的木牌上的几率是多少?4千多万除以29亿,大约是百分之一点五。也就是说,如果DNA发生突变,突变引起基因变化的几率是百分之一点五。这种变化包括蚂蚱串造多了,少了,该造的没造,不该造的造了,或者造了不正常的蚂蚱串。蚂蚱串造多了不会引起癌变的问题,去掉这部分,我们算它百分之一吧,记住这个数字。

 

百分之一这个数字不算低。但是莫急,我们说了,不是所有基因改变导致癌变的,必须是和癌变有关的基因。我们也说了,就是2种,一种叫Proto-Oncogenes,一种叫Tumor Suppressors。

 

其中1种突变的几率是多少?很简单,那就是2万分之一!因为有2万多种,其中一种突变的几率就是2万分之一(还不到,因为是2万多)。

 

并且,我们前面也说了,并不是所有蚂蚱(氨基酸)都一样重要,有的少了它蚂蚱串照样工作,只有那些重要的蚂蚱不见了,才影响整个蚂蚱串的功能。当然大多数蚂蚱的缺席会对蚂蚱串的功能有影响,我们假定重要的占2/3,无关紧要的占1/3。前面的2万分之一乘上2/3,变成了3万分之一。这些当然都是大约的数字,使得我们有一个大致的概念。

 

因为有“基因”的木牌只占总木牌数的百分之一,所以3万分之一还要乘以0.01,那就是300万分之一。

 

开心吧,如果DNA发生突变,我们的关键基因突变的几率只有300万分之一。

 

还有令人更加高兴得多的是,要2种关键基因都突变了,细胞才发生癌变。这个数字就太大了,300万分之一的平方!多少?9万亿分之一!9万亿分之一的机会癌变。这个几率太小了。我查了一下,到2014年,世界的总人口是72亿,1000多倍的世界人口中,有一个人要死,Who cares?

 

 

比例这么低啊,真令人高兴,我们可以舒一口气了不是?其实,下篇我们会提到,真正的比例比这个还要低得多。

 

 

至今全是利好消息。下面就有坏消息来了。坏消息是什么?大家现在可以猜测一下,下回揭晓。

http://blog.wenxuecity.com/myblog/63039/201508/7095.html

癌细胞是怎么发生的(3)基因突变和癌细胞(ZT)

好,前面说了,蚂蚱串就是蛋白质,木牌串就是DNA。所有2万多蚂蚱串的名单由2千多万个木牌组成,另外加上说明怎么串何时串这些蚂蚱串的木牌算它一共4千多万个木牌,但是整个木牌串有29亿木牌。
木牌串是2条并联在一起的(见下图)。2条木牌串上的木牌互相配对牵手。

gene
上面这个图,是一段DNA示意图。两边黑色的是串木牌的绳子,旁边还有扣,每个扣系一个木牌,木牌就是碱基(碱基有4个,它们是:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)),注意,A和T之间有2条红线,G和C之间有3条红线,每条红线代表一个氢键。这也是为什么A只和T牵手,G只和C牵手的原因。

ATGC我们这里用赵钱孙李代表。比如这条上的是赵,对面那条就是钱。这条上是孙,对面就是李。也就是说,赵总是和钱牵手,孙总是和李牵手。这样牵手很有好处,如果要修理,要复制,只要看对面那条上是哪位,就知道这边是哪位了。

这个木牌串在体内受到日晒雨淋—放射线,紫外光,化学物,甚至病毒感染,绳串很容易被破坏,破坏的结果就是某个牌子的脱落。幸好,细胞内专门设有检修工,待在那里每天检查木牌串的完整性。如果发现一个木牌掉了,赶紧装上一个。怎么知道是哪个木牌掉了,很简单,就看对面那排木牌,对面相对应的那个是赵,那么掉的就是钱,反之亦然。如果对面是孙,则掉的就是李,反之亦亦然。

在为子代细胞复制DNA是也是根据这个原理。复制时,2条链暂时分开,工人们以一条为模板,装配另一条,全部装配好,就是2套DNA,一模一样。2个子细胞一人一套。

但是,这些工人有时会犯错误。装错了一个木牌,赵对面掉了的应该是钱的,放了一个孙。这时,这段DNA有点不舒服。因为赵不习惯和孙牵手,两人不愿牵手。这个地方就有点怪。赵只和钱牵手,孙只和李牵手的原因是赵和钱只长了2个胳膊,而孙和李长了3个胳膊,这样配对(即氢键)2个牵2个,3个牵3个。如果现在3个胳膊对着2个胳膊,就牵不上,大家不舒服。

错误发生了没关系,细胞内还有复查的工人。这些所谓的工人都是蚂蚱串(蛋白质)。复查工人发现错了,马上把孙拿掉,再放回钱。俩人牵手,夫妻复合,皆大欢喜。

再但是,有时错误造成了,复查的工人没有看见,或者看见了,没有拿掉错放上的孙,而是拿掉了对面的赵,放上了李!手是牵上了,错误造成了。也就是说,如果这个地方正好不是无关木牌串,而是一个蚂蚱串的名单,某个蚂蚱本来应该是名叫“钱钱孙”的,现在就变成了“孙钱孙”。

这个就叫突变—钱钱孙突然变成了孙钱孙!

然后,照此串成的蚂蚱串,如果这个钱钱孙本来担负着很重要的工作,这个孙钱孙不会干,这个蚂蚱串就废了。

某个蛋白质某个部位是钱钱孙的时候是Proto-Oncogene,现在很可能就成了Oncogene。注意,我说“很可能”,因为也有可能这个钱钱孙在这个蛋白质中担负的工作完全不重要,这样就有可能造出的蛋白质还是有功能。

进一步说,如果突变了的蚂蚱串正好对整个细胞很重要,那么这个细胞的功能就废了。如果这个蚂蚱串正好是和细胞分裂有关的,那么细胞的生长就会产生问题。如果2个蚂蚱串坏了,这2个蚂蚱串一个是Proto-Oncogene,一个是Tumor Suppressor,那么,这个细胞就成了癌细胞。

(待续,下篇讨论突变的几率及原因)

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癌细胞是怎么发生的(2)基因及其表达(ZT)

由于网友的反馈,可能需要增加一些篇幅以补充一些基础知识,所以不知道分上中下是否能完成。且写了再说。这段因为涉及很多基本知识,比较枯燥,大家没兴趣可以跳过。
如上篇所说,必须在同一个细胞内,有2种基因都发生了突变,这个细胞才会变成癌细胞。

现在先要简单讲一下基因是什么。基因是一段DNA。一个能够用来造一个蛋白质分子的DNA碱基顺序链,就是一个基因。下面稍微展开一下

每个细胞都有功能,每个细胞的功能几乎都是由细胞内外的蛋白质完成的。如果说一个细胞是一个工厂,则每个蛋白质就是一个工人,或一个机器,各有功能。

蛋白质经常被消耗,或要制造新的细胞,所以细胞需要制造新的蛋白质。基因就是制造新的蛋白质的图纸,在每个细胞的细胞核所含的DNA中。

蛋白质是一根长长的氨基酸链,一共有20种氨基酸(即20种不同的链节),不同的排列形成几万种不同的蛋白质。DNA则是一个极其长的核酸链,由4种碱基(即4种不同的链节)排列成。每3个碱基可以代表1个氨基酸。如此,根据某一段DNA上的碱基顺序,就可以造出某一种蛋白质。就好比在派出所的本子上有很多人的名字,3个字代表1个人,找出一组名字,你可能可以找到一个居民小组。

人体细胞的DNA有29亿个碱基。不是所有DNA上的碱基都是基因,最终被用于造蛋白质。大多数蛋白质有一到数百个氨基酸组成,也就是说有几百个到上千个碱基代表一个蛋白质分子。这段代表了一个蛋白质分子的DNA称为一个基因。

人体细胞一共有大约2万多个基因,即2万多种蛋白质。如果每个需要1千个碱基,也只需要大约2千多万个碱基,再加上很多碱基顺序(顺序,Sequences,即一段碱基组成的DNA)和基因表达的调节有关,比如每段基因的前后甚至中间有很多顺序和这个基因的打开,关上,或增加减少表达有关。虽然如此,绝大多数的DNA是由无用的碱基顺序或目前还不知道功能的碱基顺序组成。

再用个通俗点的比喻。每个蛋白质分子好比一串蚂蚱,每串100到数百个。一共有20种蚂蚱,每种都有个3个字的名字。20种蚂蚱可以组成几万种蚂蚱串,人体内有2万多种蚂蚱串,遍布于细胞内外,甚至血液中,各种体液中。

DNA好比一根细绳上串着很多小木牌,每个木牌上一个字,赵钱孙李。蚂蚱的名字总是由这4个字组成,比如蚂蚱的名字可以是赵钱孙,钱钱孙,李钱孙,孙李赵,等等等等,共64个名字。但是只有20种蚂蚱,于是一个蚂蚱可以有2-4个名字,比如叫赵钱孙,孙钱孙,李钱孙的可能是同一个蚂蚱。
人体细胞内的木牌串很长,上面有29亿个木牌。蚂蚱串才2万多个,仅需要大约2千多万木牌就可以记录下这2万多个蚂蚱串上的蚂蚱的名字。剩下的那些木牌,要么和怎么串这些蚂蚱串有关,更多的是没有任何意义的或目前不知道代表什么意思的木牌串。

记住这些很重要,下面讨论引起癌症的突变的几率时有用。

还有网友问,什么叫表达,激活,打开,关闭等等。

现在可以说明一下这些概念了。人体的每个细胞都有这29亿碱基长的DNA,其中含有这2万多的基因。但不是所有细胞都需要造出这2万多个蛋白质。各种细胞所含的蛋白质种类是不同的。各种组织器官所以有各自的功能,就是因为其细胞所含的的蛋白质不同,导致结构和功能的不同。

这个细胞利用了某段基因造出了某个蛋白质,我们说这个基因被“表达”了,活被激活了,或被打开了。反之,没有造这个蛋白质,我们说这个基因没有被表达,或关闭了。

这就是关于基因及基因表达的一些基本知识。希望有助于理解癌细胞和基因突变的关系,也有助于理解其他和基因有关的疾病的机理。

下篇谈基因突变和癌细胞。

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