生物遗传密码——基因组

基因组［*译者注：也称为遗传密码或DNA，基因组是指生物体所有遗传物质的总和。这些遗传物质包括DNA、RNA（病毒RNA）、编码DNA和非编码DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA。研究基因组的科学称为基因组学］的基本单位是基因。这些基因由四种核苷酸（A、C、G、T）构成，它们可以被转录（想象一下大声读出一段文字）为RNA（A、C、G、U）。DNA代代传递，是主要的遗传分子。当它活跃时，就会被转录成RNA，作为“信使”分子来执行DNA的功能。RNA可以作为蓝图被翻译（就像将语言转化为行动）以创造蛋白质（编码RNA），而其他RNA本身已经是活跃的分子（非编码RNA，ncRNA），可以调整细胞内的其他过程。

这些蛋白质和ncRNA为细胞如何生长、适应和向身体其他部分发出信号搭设框架。它们构成了遗传密码的活性成分，使指甲生长，补充流失的血细胞，消化食物，在性高潮期间让人兴奋，引导睡眠，使人体茁壮成长。一个生物体的所有遗传代码的集合被称为基因组，如果从各种生物体的角度来统一考虑，其可以被称为元基因组。

虽然人类的基因组看起来十分庞大，约为3.1千兆碱基（31亿个碱基），但它实际上不是最大的基因组。大多数植物的基因组比人类的大得多（10千兆～30千兆碱基），已知最大的基因组存在于眼虫属内，足足有120千兆碱基［*译者注：Base Pair，碱基对，其是形成核酸DNA、RNA单体及编码遗传信息的化学结构。组成碱基对的碱基包括腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶］。人类基因组最引人注目的并非它的规模，而是相对于基因组非编码区域（非编码RNA和基因之间的其他区域）的编码RNA的数量。阿里·梅尔尼克（Ari Melnick）、马诺利斯·凯利斯（Manolis Kellis）、马克·格斯坦（Mark Gerstein）、约翰·马蒂克（John Mattick）、克里斯蒂娜·莱斯利（Christina Leslie）和编码联盟等的研究表明，许多ncRNA定义了非常具体的细胞类型。事实上，这可能是人类基因组的一个方面，而这个部分实际上代表其相对于其他物种的特征，只有约2%的基因组为蛋白质编码。相比之下，细菌有99%的基因组为蛋白质产物，酵母有80%的基因组为蛋白质产物，而大多数生物的蛋白质产物比例为20%～30%。但是，其中究竟有多少个基因，我们能预测它们都在做什么吗？