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只有当细胞装备了线粒体之后,它才可能升级为大而活跃的吞噬细胞,而免于因为过多的能量消耗而畏首畏尾。
如果上面的推论都正确,那么缺少线粒体的原始吞噬细胞应该不曾存在,因为没有线粒体就不可能有吞噬作用。
[8]两个细菌之间的结盟,可以解除细菌永远只是细菌的禁锢。
一旦这道禁锢解除,细菌就可能开启一种全新的生活方式,也就是吞噬作用。
真核细胞只进化过一次,正是因为两种原核细胞间的结盟关系,也就是一个细胞进入另一个细胞的结盟方式,实在是太罕见了,这是如假包换的“命运邂逅”
。
所有现在我们珍视的生命特征,所有世上奇妙美好的万物,其实都源自一次同时包含了偶然与必然的事件。
在本章开始之初我曾提过,只有当我们领悟了用来定义真核细胞的特征——也就是那个细胞核的重要性时,我们才有可能了解或解释真核细胞的起源。
现在作为本章的结尾,是时候来谈谈细胞核了。
图4.6 核膜的构造,图中显示核膜会与细胞里其他膜状构造连接在一起(特别是内质网)。
核膜就是由这些囊泡结合在一起形成的。
核膜在结构上和任何细胞外膜都没有相似处,这表示核膜并不是来自生活在一个细胞里的另一个细胞。
科学家对细胞核的起源,就像对细胞本身的起源一样,也有着各种理论和想象,从最简单的,比如细胞膜上冒出了一个小泡,到复杂的,比如来自一个被吞入的细胞。
不过大部分的假设往往在一开始就被摒除了。
比如说,大部分的理论首先就与核膜的结构不符。
细胞核膜并不像外面的细胞膜那样是一整片连续而平滑,它比较像一堆被压扁的小囊,连接着细胞里面其他的膜状构造,同时上面还布满谜一般的孔洞(见图4.6)。
剩下的理论也无法解释为什么细胞有核会比没有核要好。
最标准的答案就是细胞核可以“保护”
基因,但接下来的问题就是,从谁手里保护?小偷还是强盗?如果说细胞核真的有某些普遍性优势,比如说让基因免于伤害,那为什么细菌从来就没有发展出细胞核呢?而我们已经提过有些细菌也发展出内膜构造,应该可以当作细胞核来用。
既然现在还没有任何确切的证据,我要在这里介绍另一个优秀而充满想象力的假说,这是我们在第二章介绍过的天才双人组——马丁和库宁提出的。
他们的假说解释了两个问题,一个是解释了为什么一个嵌合体细胞会需要进化出细胞核,特别是这种一半细菌一半古细菌的嵌合体细胞(我们刚说过这最有可能是真核细胞的始祖)。
该假说同时也解释了为什么几乎所有的真核细胞的核里,都塞满了一大堆毫无用处的DNA,而不像细菌那样简洁。
我认为我们需要寻找的正是这种想法,尽管它未必正确,但是它确实提出了许多原始真核细胞会面临的问题,而它们一定要想出解决办法才行。
他们的假说好似在科学里面加了些魔术,我希望他们是对的。
马丁和库宁思考的,正是真核细胞“支离破碎的基因”
这令人费解的结构,可以算是20世纪生物学上最让人惊讶的事情之一。
真核细胞的基因不像细菌的基因排列连续又有条理,它们被许多冗长的非编码序列分割成为一小段一小段。
这些非编码序列又称为内含子,关于它们的进化历史,长久以来一直困扰着科学家,直到最近才有了新的发现。
虽然各个内含子之间有许多差异,不过现在通过辨认共有序列,我们了解到它们的来源都是某一种跳跃基因,这种基因会疯狂地复制自己,然后感染其他基因组,是一种自私的基因。
它们的把戏其实也很简单,当一个跳跃基因被转录成为RNA时(通常是插在其他序列里面被一起读出),它会自动折成特殊的形状,变成RNA剪刀,把自己从长段序列上剪下来,接着以自己为模板,不断地把自己复制成DNA。
这些新的DNA序列随后或多或少地会被任意插回基因组,变成自私基因的众多复制品。
跳跃基因有很多不同的种类,但都是类似模式的变形。
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