细胞核是一个特殊结构,它是真核细胞出现后才进化出的,也就是说它有必须存在的意义,那么这个意义到底是什么呢?
首先让我们来认识一下细胞核——我们都知道这是一个包裹着DNA的球形结构。细胞核的外层并不是一个完全独立的结构,本质上来说它是内质网的一部分,多数细胞核还保持着与内质网的连接。
也就是说细胞核在进化上是来源于内质网的变形,它的表面存在着数量很多的核孔方便与细胞质进行物质交换,也就是将信使RNA释放到细胞质中合成蛋白质。细菌的DNA通常是环状的。但是真核生物则不同,正如我们所知人类有23对染色体,DNA都是断成一节一节的。真核细胞则显得非常怪异,绝大多数都是从来不会表达的DNA,这在初中生物中也有学过,叫“内含子”,人类的DNA长链中高达98.5%都是“内含子”!事实上它们一开始的出现根本不是进化所需(但现在确实有用),而是一次可怕的“丧尸围城”,肆虐在我们基因组中的“丧尸基因”疯狂地复制着自己,而它们就是内含子的来源了。
疯狂复制
生命史上的第一次“丧尸危机”这里所说的“丧尸基因”是说它们有一种非常糟糕的、类似丧尸的特征——无限增殖。这个基因的出现很可能是一个偶然,而且它也没有什么如你们想象中的特别能耐,说起来甚至有一点好笑,只是因为它可以“剪自己”而已。
“丧尸基因”转录出的RNA却不一样,它会自发地折叠成一个形状,这种变成后的RNA具备了一种特殊的化学活性,它可以把自己的母亲,也就是“丧尸基因”从DNA链条上剪下来。剪下来的“丧尸基因”会与细胞中游离的碱基配对,复制自己,然后再偷偷地整合到其它DNA链条上。
DNA复制这样一来,不需要多久,DNA链条上就会到处都是“丧尸基因”。
借刀杀人之计对付“丧尸基因”的最好方法就是“以毒攻毒”。细胞中出现了一种特殊的蛋白质,可以将“丧尸基因”产生的“RNA剪刀”包裹起来为我所用,在每次转录后都将那些不需要的基因产生的RNA片断剪下来丢掉。
画地为牢之法真核细胞通过“借刀杀人”与“画地为牢”,成功解决了第一次“基因丧尸危机”。图片来源于网络大难不死必有后福人类仅有的2.5万个基因竟然可以合成多达6万种蛋白质。
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变得巨大的基因组让细胞生化活动减速,减速其实是一件好事,不仅可以延长细胞生命,还让细胞开始积攒DNA和基因,有机会和余力探索更广大的复杂性。
这就是细胞核的故事,一个大战丧尸因祸得福的故事。
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