RNA聚合酶Ⅱ就是细胞分化决定子的假说

凰龍泰

目前生命科学前沿的表遗传学是研究没有DNA序列变化的可遗传的表达改变，也可以说是研究有机体的细胞表遗传和变异的理论学科。而细胞分化应该就是表遗传学研究范围内的重要内容之一。( @1 i# ^2 c8 r$ o6 o1 m! x
      分化一词在组织胚胎学中指幼稚或者原始的细胞发育为成熟的细胞的过程，在肿瘤学中则是指肿瘤细胞和组织与其来源的细胞和组织在形态和功能上的相似程度。! r7 _; J5 I8 J" |9 ?; z9 s
一、细胞分化决定子假说
7 x* W# E- U6 d: v- Y4 n3 s一个多细胞生物中的每个细胞都有着相同的基因组。现代生物学发现在细胞分化的过程中，绝大多数的细胞均保持其完整的基因组和染色体不变，即使是发育到了尽头的终末分化细胞的核，仍具有分化的全能性。由此可见生物体的个体发育进程中的某一个细胞，最终具有形成某一类型细胞的能力，绝非是基因组改变了，而是基因的差异表达所造成的。
7 j9 }( H9 D& B采用有性生殖方式来繁殖的生物，它从受精的那一刻起，其生命个体的DNA就不变了，受精卵成为下一代生物的起源，是新生命个体的始基。几乎所有的动物都经历一个类似的发育过程。称为个体发育。它包括胚胎发育（embryonic de_velopment）和胚后发育（postembryonic development）两个阶段，前者是指受精卵在卵膜或母体内发生发展形成幼小个体的过程，后者则是幼体从卵膜孵化出或从母体娩出以后，经生长、成熟、衰老、死亡的过程。例如受精卵经过卵裂成为桑椹胚、囊胚、原肠胚、神经轴胚以及器官发生等阶段后，衍生一个与亲本相似的新生命个体从母体娩出，出生后经过儿童、少年、青年、...... 衰老、死亡等阶段。那么，由受精卵开始，是什么物质执行遗传信息的转录和表达来完成上述的整个个体发育进程的呢？
/ s: D% l. H/ ?+ R在现代，用简单的显微观察和在示踪染料和其他细胞标记技术的帮助下，人们能够发现某个细胞在胚胎正常发育过程中的命运，这个细胞或者死亡，或者成为一个神经元，形成诸如足等某个器官的一部分，或者产生子细胞遍布全身。在发育的每一个阶段，胚胎中出现的细胞根据其已有的状态，都具有有限的选择。细胞就像沿着一条有着多个岔道的发育途径在旅行，在每一个岔道，细胞都得而临着一次选择，而选择结果的获得被称为细胞决定（cell determindtion），至此，细胞具备了按特定方向分化，并最终形成一定类型细胞的能力。, s; G- C4 K  o
                根据上述的科学观测，我推测细胞核内存在着一种物质（或是由几种物质组成的复合物）在沿着这条有着多个岔道的发育途径在旅行，这种物质（或复合物）被严格按照遗传的时间程序依次的激活、启动、转录和表达基因组中的基因，逐级完成各种生物大分子和细胞构件的集聚和装配，继而组装成各种细胞、组织，并最终成为一个完整的个体。在这里，我暂且称这种物质（或复合物）称为细胞分化决定子。从上面的推论得知：细胞分化决定子就是执行基因型产生表型的工作的物质。
  X* u* J8 p2 P二、RNA聚合酶Ⅱ就是细胞分化决定子的假说
7 b) X/ J" e# F; Y% {, W我们知道，遗传信息在细胞分裂时，母细胞通过DNA的自我复制，将其代谢类型及各种生物学特征传递到子代DNA分子上，在后代的个体发育进程中，遗传信息又可以以DNA传递给RNA，这是转录，然后通过RNA指导合成特异的蛋白质，即为转译，或翻译，使后代表现出与亲本相似的遗传特征，这就是基因的表达。即是50年代Crick提出的遗传信息流向的中心法则（centrar dogma）,DNA→DNA→RNA→蛋白质。后于1970年发现逆转录酶，证实在某些情况下，RNA也可以是遗传信息的携带者，遗传信息可由RNA通过逆转录酶传递给DNA（即RNA→DNA）。这就完善和补充了中心法则。但这些信息流还不能全部解释各种生物个体发育的全过程。
- {% M3 W( X8 _% y' ]2 K. Q我们知道，母细胞的DNA→子代DNA这种自我复制的信息传递模式，是通过DNA聚合酶在DNA分子的轨道上边运行边合成DNA实现的；遗传信息以DNA→RNA这种转录的信息传递模式，是通过RNA聚合酶在DNA分子的模板链的轨道上边运行边合成RNA实现的；而RNA→DNA，则是通过逆转录酶在RNA分子的轨道上边运行边合成DNA实现的。' T$ f7 E- l1 W# [6 B& \0 @# b- ?
上述几种遗传信息的传递是由DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶来实现的，而负责生物体个体发育的遗传信息的传递的细胞分化决定子是什么呢？
9 n2 d+ Q- d' K  i  b( S! j3 R蛋白质是生命的物质基础，一切生命都离不开蛋白质。它们几乎参与机体的一切生命活动，所以，在遗传信息传递中最关键的是DNA→RNA→蛋白质的过程，此过程的重中之重是DNA→RNA，而这过程必需RNA聚合酶才能完成。
6 x/ m) X/ W8 Q) a( a我们已知真核生物有三类RNA聚合酶（RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。根据它们的功能区分，RNA聚合酶Ⅱ是负责合成mRNA前体和一些非编码的RNA（non-coding RNA）,由此本人推测RNA聚合酶Ⅱ就是细胞分化决定子。至于RNA聚合酶Ⅱ又是怎样构建人类的呢？将在本作者的《基因是如何构建人类的》文章中详细推论。
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