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从基因层面揭示阴阳原理

 循天园 2018-01-21
       薛定谔一直是研究波的,波动力学的创始人。生命科学是更高级的波动力学!  从基因层面揭示阴阳(原理)——生命的本质 20世纪20年代至40年代物理学界出现了一批著名学者,薛定谔便是其中之一。 薛定谔的“副业” 1926年从1月到6月,不到半年的时间,薛定谔连续发表了6篇关于量子理论的论文。其内容囊括了量子理论、光谱学、物理光学等众多物理学领域,概括了以往理论物理的成就和实验,建立了薛定谔方程、薛定谔函数、创立了波动力学体系。当时一位著名的物理学家曾感叹:在理论物理学中,还有什么比薛定谔在波动力学方面最早发表的那6篇论文更为壮观的呢?这些成就构成了薛定谔科学生涯中最辉煌的时期。为此,他与另一名物理学家获1933年诺贝尔物理学奖。 然而,就是这样一位集理论物理之大成的物理学家,在他的晚年另辟蹊径,搞起了“副业”。
      1944年这位57岁的物理学家转向生命科学,一一本《生命是什么》的小书震惊了西方科学界。一位功成名就的物理学家冒着可能被生物学家耻笑、被物理学家同行认为不务正业的风险,去探索另一门不熟悉学科的问题,这除了因为生命科学所具有的无限魅力使薛定谔为之倾倒之外,还因为他从祖先那里继承了追求科学完美统一和相信科学之间一定是想通的这样一种信念。 薛定谔是怎样用量子力学的观点来解释生命的呢?首先,他提出作为遗传物质的基因,在外界无序干扰中能保持高度稳定,是因为有一种相当于原子之间的一种键使它们稳固地结合在一起,组成基因元素的排列浓缩了涉及生命未来发育的“遗传密码”,基因突变实际是由于基因分子中的量子跃迁引起的。这种跃迁变化相当于原子的重新排列,因而导致形成一些原子总数不变而原子结构排列不同的物质,新的基因则表现为组成基因的元素数量不变,而元素排列结构不同。这里薛定谔引入了“遗传密码”的概念来解释遗传信息的物理基础,这是最早的分子生物学对有关遗传信息的解释。 薛定谔提出“遗传密码”这一名词后,遗传密码究竟是什么,科学家们并无明确的、具体的实物概念。
       DNA——脱氧核糖核酸的奥秘 薛定谔的的《生命是什么》这本小书,吸引了年轻的生物学家沃森和物理学家克里克。由于共同受启于薛定谔的思想,沃森和克里克用相似的观点来探讨生物学。克里克是个物理学家,对遗传学的兴趣,使他热衷于蛋白质的研究,而且由于他是知识背景,他的主要兴趣在于用物理方法把基因和生物学功能联系起来。沃森是一位生物学家,对遗传学的偏好使他急于了解遗传分子的结构,弄清基因在分子水平上是如何活动的。克里克的那一套研究思路对沃森来讲十分新鲜,而沃森的学识造诣又使克里克增加了对遗传学思考的兴趣。沃森和克里克从共同的兴趣,不同的研究角度开始了他们的合作,他们选择研究的目标也表现出极大的与众不同,侧重研究的是DNA,而不是蛋白质。 沃森和克里克于1953年4月向公众捧出了一座漂亮的DNA分子模型——DNA双螺旋结构模型,从遗传学、生物化学和结构学上解释了遗传物质储存和传递遗传信息的机制。DNA双螺旋结构一经发现,科学家纷纷把注意力集中到DNA上来,围绕DNA的复制、密码的破译、传递等问题,大批的分子生物学家被吸引过来,不仅生物学家,还有相当数量的化学家和物理学家也加入生物学的研究行列。
       薛定谔作为分子生物学的先驱之一,是诺贝尔奖获得者;沃森和克里克作为分子生物学的开创者也获得了诺贝尔奖;在这之后的分子生物学的发展过程中,由于分子生物学研究成果,获得诺贝尔奖者达30名以上,在诺贝尔奖下,集合了一大批生物学界的科学精英。 拧麻花的大学问 沃森和克里克建立的DNA双螺旋结构模型外形很像天津的大麻花。组成单股麻花的主干是一种叫“核苷酸”的化学物质,由许多核苷酸“手”牵“手”连成一股“麻花”,这单股“麻花”的每个核苷酸又伸出一个“小钩”,这个“小钩”是核苷酸带的碱基,两股“麻花”上的核苷酸互相伸出的“小钩”,把两支单股的“麻花”钩在一起,再拧成螺旋形的“大麻花”,这就是DNA双螺旋结构模型。 有人用X射线衍射DNA分析结果指出:在DNA主体结构中,碱基在其内部,互相之间距离很近。“麻花”似的DNA结果模型中,双股“麻花”是靠碱基“钩住”,再螺旋式旋卷,碱基被两股“麻花”夹在中间,自然是在DNA结构的中间并相距很近。在DNA分子中核苷酸的碱基有4种,分别用A、T、C、G表示。生物学家查伽福测得碱基A和T之比与C好G之比都是1:1,也就是讲碱基A有多少碱基T一定与之相配也有多少,C好G也是如此。另外数学家在计算DNA中堆集在一起的碱基之间有相互吸引的趋势,这个计算结果与查伽福的1:1的结果应该是同一事实。即:碱基是配对的。而拧麻花似的DNA结果模型正是基于这样事实,靠碱基A和T,C和G之间的吸引力,以1对1的方式把两股“麻花”拧在一起,这一点也与生化学家和数学家的结论相符。
      其次,拧麻花的学问在解释后来的DNA复制和转录、遗传密码上显示了更大魅力。DNA作为遗传信息的携带者,所有的遗传信息都必须准确无误地由母细胞传递到它的“孩子”子细胞中去,谁来保证它的准确无误呢?是“碱基配对”,碱基A只能和T对应,C只能和G配对,没有合适的搭配,两股核苷酸“麻花”之间的碱基是不会结合的。当DNA开始传递遗传信息时,先是双螺旋解开成两条单链,然后由它们的碱基“认亲”,A找T,C找G,分别在散开的两条单链上配上对子,由碱基带着核苷酸一个个被安装到两条单链上并串接起来,因为碱基配对的固定性,散开后的单链上必然还是配上和原来另一条单链上一样的核苷酸碱基。这样两条散开的单链都分别复制出了一条和原来完全一样的新链。这就是DNA的复制,复制后的DNA的核苷酸排列顺序依旧,所有的遗传信息能随DNA的准确复制,被传递到新形成的子细胞中去。 遗传密码在“麻花”上是怎样得到合理解释的呢?像电报密码一样带有4种不同碱基的核苷酸类似电报密码的10个阿拉伯数字,电报每4个数字为一个密码,而核苷酸每3个为一个密码,每一个密码表达一种氨基酸,由氨基酸按不同次序“手”拉“手”组成氨基酸链,再由氨基酸链缠绕形成蛋白质,蛋白质再表现出各种遗传特征。组成“麻花”主干的DNA核苷酸的排列顺序就是遗传密码,从1961到1969年科学家花了约10年时间,把64种密码破译出来,经克里克的设计,排列出代表20种组成蛋白质的不同氨基酸的遗传密码表,这个表称为可以与化学元素周期表媲美的生物遗传密码表。
      (《叩开生命之门》) 基因中是怎样蕴藏着阴阳(原理)的 在生物化学中,DNA 呈双链“麻花”式结构,可以说呈现的是一阴一阳式的配对。每条单链上有4个碱基,它们是:A、T、G、C。 A:腺嘌呤核苷 T:胸腺嘧啶核苷 G:鸟嘌呤核苷 C:胞嘧啶核苷 其中的奥秘是一条链上的嘌呤碱必须与另一条链的嘧啶碱相匹配,就是“手”牵“手”,A-T  C-G 这样匹配才行,我们认为这也是一阴一阳式的匹配,它们之间靠的是微弱的氢键结合力。 A、T、G、C其中每3个组合称为密码子,若干密码子排序后,带有遗传信息的DNA片段,我们称为“基因”。 那么,基因怎么生成的呢?它就是一阴一阳变化出来。至此,我们会想起“老子”的那段话:一生二,二生三,三生万物。对照阴阳(原理):基因中,碱基为一,嘌呤和嘧啶为二(一阴一阳),密码子是三个碱基组成的为三,三个密码子排序后,就是基因,基因可以复制(拷贝)出万千。所以,阴阳(原理)我们在生命科学中的最基本层面上也能找到它。 多余的几句话:在《易学》系统研究中,应该倡导去“玄”化。阴阳(原理)是宇宙的根本大法,是自然法则。先贤们通过反复观察自然“悟”出的大道理,它对任何事物都具有普适性。从基本粒子,生命科学,宇宙演化都是适用的。有人还探讨过“阴阳说”与“矛盾说”的差异,笔者认为,这是非常可取的。

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