標籤:生命起源

由化學元素構成的生命分子是一切生命活動的物質基礎,這是生命的基本特徵之一。生命的基本特徵 1.由化學元素構成的生命分子是一切生命活動的物質基礎 2.生命表現出嚴謹的結構性和高度的有序性 3.生命通過新陳代謝所有生物體與外界不斷地進行物質和能量交換 4.在代謝活動基礎上生物體表現有生長特性 5.所有生物都有生殖、遺傳和變異的特性 6.生物對環境因素表現出高度的適應性 7.生物表現出不斷演變和進化的趨勢

生命基礎
作為生命基礎的蛋白質的結構能確定嗎?
目前我們不能根據純粹的理論基礎來闡明蛋白質的形狀,用實驗方法確定蛋白質結構是十分繁瑣的事情。許多不同的氨基酸序列能形成形狀相似的蛋白質,因而我們可以通過詳細研究蛋白質的一個具有代表性的分子來推斷各種蛋白質的結構。隨著已解出的蛋白質結構的增 多以及科學家開發出蛋白質基本結構分類的更加精細的方法,生物化學家將能不斷地利用計 算機來模擬新發現的蛋白質的結構。
能合成人工生命形式嗎?
科學家已經利用幾種可能得到的已完全排序的基因組——大多數來自細菌——在生命由何物組成這個大問題的指引下,至少在單個細胞的水平上開始了這些有機體所隱含的基因的排列工作,這將有助於人工合成生命。當然,這類實驗亦將引出不容忽視的安全性和倫理等問題 。
能否建立精確的細胞計算機模型?
過去50年間,生物學家經常主要研究單個基因或蛋白質。今後50年,研究人員將轉向研究許多基因的整體功能、基因路徑的反應網路以及外界因素如何影響該系統的領域。當然,長久以來,生物學家就力圖描述細胞的構成因子如何相互作用。今後半個世紀里,隨著所有基因被鑒別,以及所有的細胞相互作用和反應被繪製出來,藥物學家開發藥物,或毒物學家試圖 預測某種物質是否有毒等工作,都可能轉變成用細胞的計算機模型來回答他們的問題。
能弄清基因如何決定哺乳動物發育的細節嗎?
隨著人類全部的基因組序列於2003年完成,以及老鼠等生物的基因組序列可能在4至5年內完成,序列比較將變得越來越普遍和徹底,並將給生物學家提供在何處尋求構成整個動物形體動力的眾多線索,代表進化樹不同分支的更多的完整基因組將被推導出來。
總有一天,科學家們將描述產生不同物種間生命形式的顯著多樣性的基因序列,以及基因調節中的變異等。通過比較物種,他們將了解遺傳迴路被如保修飾以執行不同的程序,以致幾乎相同的基因序列怎樣決定物種的不同表現形式。
預防、診斷和治療醫學會發生變革嗎?
長久以來,分子生物學都主張將醫學從依賴偶然的事實,轉向依賴建立在對生命機理根本理解上的合理研究。50年內,我們希望以基因組學為基礎的綜合衛生保健在美國成為平常事。 我們將了解疾病的分子基礎,在許多情形下能夠預防它們,並為疾病設計出個性化準確治療方法。
能否準確地再建人類種群史?
雖然我們知道人類似乎具有顯著的多樣性,但過去10年的研究表明,我們人類種群比其 他種群更單一。就一個類型來說,我們人類展示的差異性比黑猩猩更少。人類也許是由只有 一萬個個體的一小群構成,人類群僅僅最近在地球上擴散開來。大多數遺傳變異早於這一時間。
遺傳數據已經支持了這樣的觀點:現代人類相對較近地(也許在10到20萬年前)起源於非洲,然後逐漸擴散到世界其餘地區。人類學家已經利用DNA數據來檢驗諸如吉普賽人和猶太人等 群體起源的文化傳統,追溯人類遷移到南太平洋島嶼和美洲的情形,控索種群在歐洲的擴展等等。
隨著DNA序列數據日益容易積累,人類種群之間的關係將越來越清楚,從而揭示相互融合的 原史以及隔離和遷徙的時期。種族和人種表現出主要是社會和文化思想上的差異,從科學上講,將發現類型間不存在明顯的根本界限。
能否重構地球上生命的主要進化步驟?
50年內,我們將弄清生命史的許多細節,儘管我們還不能完全了解第一個自我複製的有機體 是怎樣誕生的。例如,我們將了解各種世系何時並怎樣創造與獲取和修改基因,以獲得一系 列新的生化反應或軀體輪廓。以基因為基礎的生命前景將如此深深地抓住科學家,以致他們 考慮的基本單位可能不再是一個生命或物種,而是一個基因。他們將描繪哪些基因在哪些基因組內一起經過了多長時間。科學家還將說明自從達爾文時代起就糾纏著人們的問題:什麼東西創造了我們人類?什麼東西將我們區分為種群?
社會將對遺傳知識爆炸式增長作何反應?
倡導回歸自然的反技術運動可能會因遺傳科學的全部新發現而熄來嗎?這樣的問題還有很多很多。
這些社會問題不像先前的科學、技術和醫療問題,沒有一個「是」或「不是」的答案。遺傳信息和技術將為改良衛生和減輕痛苦提供巨大的機會。但是,任何作用大的技術都伴隨著風險,並且技術的作用越大,風險也越大。我們將面對如何評價遺傳信息的爆炸式增長這個 懸而未決的問題。
科學進步和嚮往簡樸、更自然的生活方式將產生矛盾,它們之間的緊張狀態,可能將隨著基 因組學越來越多地滲入我們的日常生活而加劇。

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