首次提出并命名细胞核的人是谁

首次提出并命名细胞核的人是英国植物学家R.布朗（R．Brown） 。

细胞核是细胞内遗传信息的储存、复制和转录的主要场所
。它是英国科学家布朗于1831年发现并命名的。大多呈球形或椭圆形 。通常一个，也有两个或多个的
。借双层多孔的核膜与细胞质分隔。核内含有核液 、染色质（或染色体）和核仁 。

物质

细胞核是存在于真核细胞中的封闭式膜状胞器 ，内部含有细胞中大多数的遗传物质
，也就是DNA。这些DNA与多种蛋白质，如组织蛋白复合形成染色质
。而染色质在细胞分裂时 ，会浓缩形成染色体
，其中所含的所有基因合称为核基因。细胞核的作用，是维持基因的完整性 ，并借由调节基因表现来影响细胞活动 。

细胞核的主要构造为核膜，是一种将细胞核完全包覆的双层膜
，可使膜内物质与细胞质
、以及具有细胞骨架功能的网状结构核纤层分隔开来
。

由于多数分子无法直接穿透核膜，因此需要核孔作为物质的进出通道。这些孔洞可让小分子与离子自由通透；而如蛋白质般较大的分子 ，则需要载体蛋白的帮助才能通过 。核运输是细胞中最重要的功能；基因表现与染色体的保存
，皆有赖于核孔上所进行的输送作用
。

细胞核是细胞的控制中心，在细胞的代谢、生长 、分化中起着重要作用 ，是遗传物质的主要存在部位。尽管细胞核的形状有多种多样
，但是它的基本结构却大致相同，主要由核被膜
、染色质、核骨架 、核仁及核体组成 。

细胞核内不含有任何其他膜状的结构 ，但也并非完全均匀
，其中存在许多由特殊蛋白质、RNA以及DNA所复合而成的次核体
。而其中受理解最透彻的是核仁，此结构主要参与核内RNA的合成。RNA是核糖体的主要成分 。核糖体在核仁中产出之后 ，会进入细胞质进行mRNA的转译
。

最初的DNA是怎样形成/生命是如何产生的

DNA双螺旋结构理论是由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出的。沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构 。1957年
，克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；遗传信息可以从DNA流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径
。

双螺旋结构特点：

主链(backbone)由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状 ”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型 。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性
。DNA外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的骨架。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的 。

为什么基因编辑出现这么多年了
，还是无法随心所欲地改造人体？

发现DNA双螺旋结构的其中一位科学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick）提到有关生命起源的种种理论说“涉及太多臆测，只基于少量事实
”
。

事实表明 ，分子本身并不能自动结合成复杂的生物
，相反，在物理定律下 ，复杂如机器
、房子甚至细胞这些东西
，会随着时间过去而损坏。这种现象就是科学家所说的热力学第二定律所产生的结果 。简单来说，在这个定律下 ，物质的自然倾向是从有秩序变为无秩序
。《进化入门》一书说
，进化过程之所以出现，是因为地球“从太阳吸收大量的能量 ，这些能量促使生物分子形成并变得越来越复杂”。当然
，想要把无秩序的东西变得有秩序是需要能量的 。比如说，我们要运用能量才能把一大堆砖块、木头和钉子组合成房子
。不过 ，这样的能量必须受到小心的控制，并运用得恰到好处才行
，因为不受控制的能量只会使物质损坏得更快，正如一个房子长期受到烈日曝晒 、风吹雨打也会很快损坏一样。那么 ，促使生物分子形成所需的能量
，为什么控制得恰到好处呢？

已知的最简单的有机体含有千亿个原子，而且能够有数以千计的化学反应同时在体内进行 。分子生物学家迈克尔·丹顿（Michael Denton）说：“在一个活的细胞和秩序井然的非生物制度——例如晶体或雪花——之间有一道莫大的鸿沟存在 ，两者之间的距离实在大到令人难以想象。甚至今日地球上最简单的生物组织——微生物细胞——也是异常复杂的东西
。虽然最细小的微菌细胞小得令人难以置信
，每个细胞实际上都是个十足的微型工厂，含有数以千计设计精巧的复杂分子机械 ，比任何人造的机械复杂得多。在无生物世界中
，绝对没有任何东西可与之比拟 。在已知的细胞中，最简单的类型也十分复杂
。若声称这样的东西是由某种反常而极不可能发生的事件突然将其凑合而成的 ，就实在令人无法接受了。 ”

关于每个细胞内所含的遗传密码
，丹顿说：“脱氧核糖核酸(DNA)所能贮存的资料数量，远远超越一切已知的贮存系统 。它的效能如此卓越 ，以致重量不及一克的数亿分之一的DNA, 其中所含的资料已足以模铸一个像人一般复杂的有机体
。跟活的分子结构所显示的精巧和复杂程度比较起来，甚至我们最先进的产品也相形见绌。这使我们感到十分卑微 。
”

许多科学家认为生命有可能碰巧产生
，是因为1953年首次进行的一个实验
。那年，斯坦利·米勒（Stanley Miller）在他认为能模拟原始大气的混合气体中放电 ，结果产生了一些氨基酸。后来
，人们在一块陨石中也找到氨基酸 。这些发现是不是意味着，所有构成生命的基本成分都能轻易地碰巧产生呢？

美国纽约大学化学系荣誉教授罗伯特·夏皮罗（Robert Shapiro）说：“有些学者假定 ，所有构成生命的成分都能轻易地从类似米勒所做的实验中产生
，而且都在陨石里找得到
。但事实并不是这样。”

米勒教授在作了他的实验四十多年后告诉《科学美国人》说：“生命起源的奥秘，原来比我和其他大部分人所估计的更难解开 。 ”米勒和其他科学家合成了氨基酸后 ，科学家着手制造蛋白质和DNA；这两种物质都是地上生物维持生命所必需的。科学家在所谓生命起源以前的环境里进行了数千次实验
，结果怎样呢？《生命起源的奥秘：再评目前各家理论》指出：“我们在合成氨基酸方面的成就有目共睹，但合成蛋白质和DNA却始终失败；两者形成了强烈的对照
。”科学家在合成蛋白质和DNA方面所作的努力 ，可以用“总是失败
”来形容。

科学家均从未能够以没有生命的物质创造新的生命 。斯坦利·米勒的化学混合物却不是活着的
。再者
，它们并非碰巧产生出来的；反之它们是由训练有素的科学家在现代化的实验室中受到严格控制的环境下产生出来的。这些试验非但没有证明生命是偶然产生的，反之它表明生命所需的一切生物结构均必须由业已存在的生命所提供 。

“最微小的细菌比斯坦利·米勒的化学混合物更像人 ，因为这些细菌已经具有生化体系的各种属性
。因此，细菌跟人的差距
，其实比一组氨基酸跟细菌的差距更小。”——生物学教授林恩·马古利斯（Lynn Margulis）

生物学教授亚历山大·迈纳茨（Alexandre Meinesz）写道： “未能从观察和实验找着证据，证明地球上的生命从分子汤自然产生 。跟这个说法有关的科学知识 ，也没有重大进展 ”
。

老实说
，要解开的谜并非仅限于第一个蛋白质分子和第一个核酸分子（DNA或RNA）怎样产生，同时也包括它们怎样共同发挥作用。《新不列颠百科全书》说：“惟独这两种分子共同发挥作用 ，生物才可能在地上生存 。
”可是这套百科全书指出
，这两种分子怎么会彼此紧密合作，“在生命起源方面”仍然“是个关键性的哑谜 ”
。

微生物学家拉杜·波帕（Radu Popa）说：“既然生命不能在实验室完全受控的情况下产生 ，又怎么可能是在大自然里衍生出来的呢？活细胞的功能所涉及的机制复杂无比
，这些机制看来是不可能同时碰巧形成的。
”

英国天文学家伯纳德·洛维尔（Bernard Lovell）写道：“最细小的蛋白分子凭碰巧形成的机会微乎其微 。

实际上等于零。”天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）也有类似的看法，他写道：“整个传统生物学的架构均认为 ，生命是凭机遇产生的
。可是
，随着生物化学家发现了更多有关生命令人懔然生畏的复杂事物，事情已很明显 ，生命凭碰巧产生的机会如此渺茫，以至可以将其完全抹煞。生命不可能是凭机遇产生的 。 ”

英国化学家伯纳尔（J. D. Bernal）教授在《生命起源》里说：“我们用严谨的科学方法去验证这个理论
，就很可能在过程中不止一次证明生命根本是无法自行产生的；生命自行产生的可能性实在太低了，机会可说是微乎其微
。教人苦恼的是 ，地上的生物实在千姿百态
，于是相信生命可以自然产生的人为了给生命的起源一个解释，只好曲解他们的论据。
”

遗传学家马切依·吉尔蒂克（Maciej Giertych）教授说：“我们现在知道 ，基因含有巨量的信息 。科学无法解释这些信息怎样可能自行产生
。信息全凭智慧才能存在
，绝不可能凭机遇产生。细胞里的DNA
、RNA和蛋白质复制系统都是非常复杂的，这一切必定从起头就是完善无疵的 。如果不是这样 ，生物系统就无法存在了
。惟一合理的解释是
，这些巨量的信息出于某个有智慧的根源。”

自1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构以来，人类研究这个微小的遗传物质已经有66年了 ，可是为什么到今天人类还是不能用基因编辑技术让自己变得更优秀呢？

老搭档
，cos一把年轻时的自己

因为我们到现在也还没有弄明白，哪些基因决定哪些性状 ，基因和性状的关系有时候比机房里的跳线还要复杂，连关系都没有弄明白
，更不要提修修补补了 。

为什么人类还弄不清它们的关系呢？人类基因组测序不是早就结束了吗？今天我就来给大家解释一下，包懂！

一个萝卜一个坑？No
。

很多人对基因的的工作方式有一种误解 ，认为基因和特征从来都是一一对应的
，比如当年我们初中生物学过的经典案例：桦尺蠖（它们的幼虫的行走动作很像是人用手掌测量长度，故得名“尺 ”） ，这就是英国曼彻斯特地区的一种蛾子
，从名字可以看出它们喜欢扒在白桦树上，这种树拥有灰白色的树干。

像不像用手量长度？

在工业革命之前 ，树木都是原本的颜色
，所以这种蛾子也是灰白色的，和树干一样的颜色可以保护它们不被捕食者发现 ，叫保护色；但是有极少数的个体出现了基因突变
，成了黑色，人们后来发现这是一个名叫cortex的基因,它可以合成黑色素 。

原来突变体比较显眼

工业革命之后 ，英国进入了大污染时代（没错，其实世界最早的大规模污染都是他们这些老牌资本主义国家
，现在之所以环境好了全都是因为污染已经转移到了第三世界国家，落后就要被污染） ，树干都被黑色的煤烟给同化了。从那时起
，灰白的桦尺蠖反而变得格外显眼，那些少见的纯黑突变体一下了产生了无与伦比的生存优势
。于是一个世纪之后 ，整个英国的桦尺蠖就都是黑色的了
，这是我们学过的自然选择的一个特别典型且经典的案例。

风水轮流转，你也有今天 ，哈哈哈哈哈哈

但是我们不知道的是
，其实这是一个非常不普遍的案例，一个基因对应一个形态的事情在自然界中少的可怜 ，绝大多数都是一大堆基因控制一大堆性状
，它们相互交错，密不可分 ，用一个俗语来形容就是“牵一发而动全身
”

基因如何分工？

为什么呢，这就要从基因的工作原理说起了
，其实说来也不是特别复杂，就两个要点：

其一是基因是否工作

其二是基因工作产生了什么结果 。

基因是否工作是由细胞分化和周围细胞的理化环境共同决定的 ，不同的细胞其工作的基因也大相径庭
，对于一个具体的细胞来说，有很多基因其实是没用的
。比如肝细胞有主导分泌胆汁的基因 ，其实所有的体细胞也拥有这个基因
，但是这些细胞里这个基因都是“休眠”状态，是不会工作的。

那么工作的基因又是如何体现在性状上的呢？答案是蛋白质 。基因只有合成了蛋白质才能体现性状 ，蛋白质就像是细胞里的工具
，可以把一种化合物转化为另一种化合物
。每个细胞都是一个微小的化学反应器，里面有几万种化合物同时进行着反应 ，这就是地球上繁荣生命的本质。

虽然一个基因只能合成一个蛋白质
，但是一个蛋白质可不只能与一种化合物起反应哦！只要是与此蛋白质匹配的化合物分子，都可以被它转化成另一种化合物 。打比方来说就是 ，如果一个基因能合成一把“十字螺丝刀蛋白质 ”，那么无论是电饭锅还是沙发
，只要是有螺丝的地方它都能给你拆喽
。

翻译过程关键问题来了，一种化合物在生化反应中常常可以处于几个反应的不同位置 ，它既可以是某一个反应的最终产物
，也可以是某一个反应的原料，或者是某一个反应的中间物。这样一来 ，一个基因的作用就会变得可大可小
，有可能它只会影响到某一种化合物的浓度，有它没它差别不大 。也有可能这个基因会是某一个重要化合物的唯一生产途径 ，那就十分致命了
，容不得一点差错
。

前面说到桦尺蠖体色就是一个不太重要的基因，它的功能只是合成色素而已 ，而动物的色素一般来说就是这个反应的最终产物了（植物则不是
，色素是它们的命根子），不会参与到其他重要的生化反应中 ，所以有很多和色素相关的突变是最容易存活下来的，比如白化病
，在几乎所有的动物中都广泛存在着。

白化朱鹮、狮子 、袋鼠
、鳄鱼

事实上，大多数基因都不是非常重要或不重要 ，这才让人头大啊
，想要理明白一个性状要如何改变，简直比解开十团缠绕的毛线还难 。

人类的头面部分毛发与相关基因……

举个优雅的例子？

千说万说 ，不如例子好懂
，让我们来更直观地见识一下基因与现状的关系

现在我们这儿有五个工人，每人都只负责一项具体的工作。

小蔡负责把砖头搬到围墙边

小徐负责把砂石从围墙外运进来堆在井边

小昆负责从井里打水

小常负责用水过滤砂石获得细沙

小条负责砌厕所 ，男厕需要的水和砂石多
，女厕需要的砖头和细沙多，哪两种材料总量多就先砌哪个
。

OK ，现在假设当前是男厕所先造好
，让我们来看看如何调整才能让女厕所先造好，调整方法就是给其中一人涨绩效 ，提高他的劳动积极性，进而提高效率。那么我们该调整谁呢？

小条是第一个要排除的
，虽然他是厕所的直接建造人，但是先砌哪个不是由他自己决定的 ，还真是有一点无奈呢 。

那我们就先试试增加砖头的供应量
，先给小蔡涨吧
。涨薪之后砖头会变多，堆积的砖头让运砂石变得更简单了 ，但是砂石变多会阻碍打水
，水不够了细沙产量会减少。结果男厕需要的水和砂石一增一减，女厕需要的砖头和细沙也一样 ，二者的速度和之前比没什么变化 。

那……试试小徐？他会多运砂石
，这样就会阻碍打水，进而减少细沙的产量
。结果是男厕需要的水和砂石一增一减 ，女厕需要的砖头和细沙一个不变一个减少。反而是男厕变快了……

要不试试小昆吧？他会多打水
，水会增加细沙的产量，男厕需要的水和砂石一个增多一个不变 ，女厕需要的砖头和细沙同样如此，还是不行……

最后只有小常了
，给他加薪后他的细沙产量增加，同时因为用水增加了 ，导致水变少了
，这样的话男厕需要的水和砂石一个减少一个不变，女厕需要的砖头和细沙一个不变一个增加 ，终于达到了目的 。

结论

是不是好麻烦！！！

这还是在明确知道他们之间的相互影响且非常理想化的推理中得到的
，现实中比这种要复杂何止百倍，不试一试根本不可能知道一个基因编辑之后会产生怎样的后果
。

人类对于生命体的生化反应至今也可以说是非常无知 ，在之前流行的**《我不是药神》中我们就知道一种特效新药常常贵的离谱
，那是因为研发费用也贵的离谱，那为什么研发药那么费钱呢？因为科学家在确定某一化学成分有效之前 ，基本不知道它的生化原理是什么！所以研发方法基本都是不断地试呀试
，一个动物接一个动物的试，一直试到人的身上……你说这能不贵嘛…………

《我不是药神》

所以 ，目前看来在相当长的时间里，基因编辑的应用还是会非常局限
，别说应用自如了，就是一个最小的改动也要十分谨慎 ，生命的进化就是这么精妙且粗陋
，这也是我一直坚信最终人类一定会放弃这一具肉身的重要原因。