核酸決定遺傳的錯綜複雜的變化過程。四種主要堿基——腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶——的排列次序,為一切生命提供了遺傳密碼。
近年裏有兩類核酸,每一位關注這個領域的報紙讀者,都會熟悉這兩類核酸的縮寫:RNA(核糖核酸)和DNA(脫氧核糖核酸)。核糖核酸和脫氧核糖核酸對細胞裏的蛋白質的合成是不可或缺的。迄今為止,各種經實驗驗證過的有機物的蛋白質都是由大約20種氨基酸構成的;其排列順序——一個蛋白質分子裏各種氨基酸的配置安排,是由脫氧核糖核酸裏的四種基本堿基的排列順序(即遺傳密碼)確定的,這一見解是肯定無疑的。
我們已知道遺傳密碼是如何構成的,不過,這距離能夠解讀儲存在染色體裏的信息,仍然是那麼遙遠。但是,20種氨基酸是一切生命活動的載體,它們在蛋白質分子裏的排列是在遺傳密碼裏確定的,這種思想概括地描繪了生活的各個領域。戈登·拉特雷·泰勒在他的著作《生物學定時炸彈》裏,引用了英國諾貝爾化學獎獲得者馬克斯·佩魯茨博士和美國的諾貝爾生物學或醫學獎獲得者馬歇爾·沃倫·尼倫伯格教授的觀點。
馬克斯·佩魯茨博士寫到:“在人的單個生殖細胞裏,有10億個左右的基因均勻地分配在46條染色體上。我們如何才能除去或是添加某一個染色體的特定基因,抑或修補一個獨特的基因呢?在我看來,這幾乎是無法實現的。”遺傳密碼發現研究的主要參與者馬歇爾·沃倫·尼倫伯格教授,對此持完全不同的意見:“我幾乎不懷疑,困難有朝一日能被克服。唯一的問題是在什麼時候。我預料,在未來25年之內,就會成功地給帶有綜合遺傳信息的細胞編製程序。”
最後,美國加利福尼亞的斯坦福大學遺傳學教授喬舒亞·萊德伯格堅信,在未來10年或20年內,我們就能夠得心應手地處置我們的遺傳物質。
無論如何,現在我們已經明白,認識遺傳基因並改變它是可能的。我們人類知道這一點,那麼,從事宇宙航行,在科學研究上領先於我們數千年的天外智能生物卻不知道這一點就是無法理解的。
紐約哈德森研究所領導人、物理學家和數學家赫爾曼·卡恩,以及美國政府機構顧問、同時也在哈德森研究所工作的安東尼·J·維納,在他們的著作《你們將會經曆這件事》裏,引用了1966年10月31日《華盛頓郵報》的一篇報道,其中描繪了熟練巧妙地處理遺傳基因的實際可能性:“在僅僅10~15年後,一位家庭主婦可能走進某家商號,瀏覽各種各樣的小包,類似於裝著鮮花種子出售的那種小包,按標簽挑選出她的孩子。每個小包都裝著一個冷凍了一天的胚胎,在標簽上買主可以了解到未來嬰兒頭發和眼睛的顏色,所期待的身高以及智商。而且還給予保證:胚胎沒有遺傳缺陷。這位婦女帶著所挑出的胚胎去醫生那兒,讓他給她移植進子宮。此後,胚胎在她的身體裏像她自己的孩子一樣生長、發育9個月。”這樣的未來預測是可行的,因為脫氧核糖核酸包含細胞結構連同其餘一切遺傳基因在內的遺傳信息。脫氧核糖核酸是一切生命結構的完備的打孔資料卡片:因為它不僅使這20種氨基酸係統化,而且猶如為今天的計算機預備的一張穿孔卡片,脫氧核糖核酸也以“開始”和“停止”的指令報告蛋白質鏈的開頭和結尾。正如擔負著檢驗一切運算程序的“校檢二進製數位”被輸入電子計算機中央處理單元那樣,細胞裏的脫氧核糖核酸鏈的功能被持續不斷地控製著。
與此同時,在24歲時發現了脫氧核糖核酸分子結構的詹姆斯·D·沃森,在《雙螺旋》這本書裏,描寫了他的工作經曆。由於沃森在《自然》雜誌中用來描述不尋常的螺旋樓梯——脫氧核糖核酸分子結構形式的900句話,他和他的合作者弗朗西斯·H·C·克裏克及莫裏斯·H·F威爾金斯於1962年獲得諾貝爾獎。但是,他的書差一點不能出版,因為哈佛大學自身的出版社行政部門反對他的開誠布公的敘述方式。他們擔心,由於沃森坦率的敘述,苦行主義的科學研究的神話可能會被粉碎。因為沃森以其真誠坦率的態度報告說,他的成功首先應歸功於他的同行們的先前的努力和曾出現的錯誤。
1967年12月,在美國發生了一件蔚為壯觀的事情。當時的總統林登·B·約翰遜在一次新聞發布會上,親自宣布了科學家們的成就:“這將是你們所讀過的最引人注意的文章之一!一項令人敬畏的成就!這項成就打開了通向新的發現的大門,通向揭開生命的根本秘密的大門。”一件什麼樣的事情如此重要,以至引起高級政治家對它的關注?
位於加利福尼亞州帕洛阿爾托的斯坦福大學的科學家們,成功地合成了病毒的生物活性細胞核。根椐一種病毒Phi X174的遺傳模型,他們用那些控製一切生命過程的脫氧核糖核酸的巨型分子之一——核苷酸,配製成病毒的生物活性細胞核。斯坦福大學的科學家們把人造的病毒細胞核放入基質細胞。人造病毒在那兒就像自然病毒一樣滋生發育!根據病毒Phi X174的遺傳模型,病毒作為寄生生物,科學家們強使基質細胞繁殖出數以百萬計的新病毒。當基質細胞耗盡其生命力的時候,人造病毒突破了基質細胞,就像在一個受病毒感染之害的生物體身上發生的一樣。
依據脫氧核糖核酸裏儲存的信息,經數百萬次的化合作用,細胞依靠氨基酸生產出蛋白質分子。每一次新的化合作用均十分符合新設計的模型。加利福尼亞大學的科學家們計算出,在大約1億個再生細胞中,僅僅會遇到一個“遺傳複製性錯誤”。
在沃森、克裏克和威爾金斯闡明脫氧核糖核酸分子結構以後短短15年,又有了這一意義重大的科學發現。諾貝爾獎獲得者阿瑟·科恩伯格教授與他的同事們一起,經過數千次的化合作用,得以破譯出病毒Phi X174的遺傳密碼。在加利福尼亞大學實驗室裏,人們“製造出了”生命。
有些讀者也許會問,這一大段生物化學上的彎路與這本書的主題何幹?這些研究成果可以使我們完全得出一個結論(正如伯納德·洛維爾爵士所述):“在我們的地球之外,是否存在生命這一問題的討論,已變得不僅認真嚴肅,而且也很重要,看來這肯定是最近兩年的事。討論的嚴肅性是今天的科學見解使然。按照這些見解,我們太陽係和地球上的有機生命的發展演變極有可能不是個別情況。”