我的故事講了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和DNA，這是同一年的諾貝爾獎(jiǎng)。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的出來，宣告了分子結(jié)構(gòu)生物學(xué)的建立，宣告了生命科學(xué)的重要領(lǐng)域的開展。馬上要回答的問題是遺傳密碼怎么反映在這個(gè)結(jié)構(gòu)上的，是由結(jié)構(gòu)營造出來的，請(qǐng)告訴我什么是遺傳密碼，所有的結(jié)構(gòu)、所有的分子都知道了，遺傳密碼在哪兒？回答這個(gè)問題的是一個(gè)物理學(xué)家，也是量子力學(xué)的一個(gè)非常重要的人物，他也是一個(gè)很好的天體物理學(xué)家，我們現(xiàn)在很多的理論基本上是他的版本，叫做加莫夫，他回答了就在該踏板的序列上。你要制造出一個(gè)生物來，你一定制造出來一個(gè)構(gòu)造生命的蛋白質(zhì)，這個(gè)密碼是一個(gè)指令，這個(gè)指令告訴它怎樣構(gòu)造新的蛋白質(zhì)，而且既然有上一代的，不是亂造的，是按照指令來構(gòu)造的。因?yàn)樗�只有四種踏板，踏板的序列假如一個(gè)只有一組的話，只能有四種指令，兩個(gè)一組就要有16個(gè)指令，三個(gè)一組就多了，但是沒關(guān)系，好幾個(gè)就相當(dāng)于一個(gè)氨基酸，在遺傳里三個(gè)一組，每一組就告訴新的蛋白質(zhì)制造的時(shí)候，按照這個(gè)序列，托造某一個(gè)氨基酸，第二個(gè)指令，20個(gè)氨基酸的第10種，一個(gè)一個(gè)來把它裝成了一條鏈子，他回答了這個(gè)問題，一開始大家還很有懷疑，克里克通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他是對(duì)的。
　　現(xiàn)在清楚了，這個(gè)梯子不要扭曲了，還是把它拉平了，什么叫基因？基因就是含有遺傳密碼的那一段DNA，DNA可以很長，最長可以長到一米長，里面有很多踏板，現(xiàn)在每三個(gè)踏板就是一個(gè)密碼，一些是有意義的，有一些是沒有意義的，而且很有意思，基因有一個(gè)開始的位置，有一個(gè)結(jié)束的位置，生命科學(xué)家，生物科學(xué)家研究的很清楚，三個(gè)一組，三個(gè)一組，這一段是密碼，它就是基因，后頭還有，可以有很多很多基因。
　　生命一個(gè)最要緊的東西，也是開始的地方，就是繁殖，從一個(gè)舊的生命體產(chǎn)生一個(gè)新的生命體。
　　在顯微鏡下早就觀察到細(xì)胞分裂的現(xiàn)象。細(xì)胞分裂的時(shí)候細(xì)胞核也分裂。細(xì)胞核里有染色體，是黑的，既然遺傳物質(zhì)DNA是存在于染色體里，在細(xì)胞核分裂的時(shí)候，DNA也要成倍地增殖，是怎樣從1變成2，從2變成4的，這是顯微鏡下早就發(fā)現(xiàn)的。知道DNA結(jié)構(gòu)之后，生物學(xué)家花了相當(dāng)多的工夫，很順理成章地回答了這個(gè)問題。細(xì)胞核里合成DNA的組元和裝配工，叫做DNA酶，有磚頭、木塊，同時(shí)有裝配工。分裂的時(shí)候DNA兩條鏈打開，知道這一條鏈就知道另一條鏈，因?yàn)槭桥鋵?duì)的，就像知道鏡子里的人，就知道鏡子里的人怎么左右對(duì)調(diào)。在核的物質(zhì)里，每一塊組元找一個(gè)它的好朋友，C找G，A找T。裝配工把這些組元裝起來，而且拉起來，于是一根DNA經(jīng)過找朋友，而且經(jīng)過裝配工的努力，變成兩條。兩條再分開，兩條紅的，兩根黑的，也用同樣的辦法找配對(duì)的組元，而且由裝配工裝起來，于是兩根就變成四根，四根就變成八根了，繁殖過程就是這樣的。
　　繁殖意味著蛋白質(zhì)不斷的制造，要知道蛋白質(zhì)是怎樣受到基因密碼的控制制造出來的。這是非常好玩的事情，我很想把它變成一個(gè)電影，就是動(dòng)畫片。這是一段基因，現(xiàn)在我要講的一點(diǎn)，就是DNA坐在皇宮里，不許出去，皇宮就是細(xì)胞核。它要溜出去，DNA出不去，所以要制造蛋白質(zhì)必須跑出去，大自然給我們一個(gè)非常巧妙的辦法，DNA不能出去，可是RNA可以跑出去。到繁殖的時(shí)候雙鏈打開了，本來拉著手，現(xiàn)在手松了，于是就打開了。打開以后，G在核子里找了一個(gè)C，T找了一個(gè)A，A和U配對(duì)，C找了一個(gè)G，G又找了一個(gè)C，A又找了一個(gè)U，T又找了一個(gè)A，裝配工就是化學(xué)上的RNA酶，把這些組元弄成了一條鏈子。這個(gè)鏈子的名稱叫做信使RNA，所以把所有的遺傳密碼信息都讀出來了，而且不是雙鏈的，是單鏈的，它非常自由，可以從皇宮里鉆出去，有很多所謂膜孔，跑出去到了細(xì)胞質(zhì)里，跑到一個(gè)能給它能源的地方，就是核糖體，躺在這上面。細(xì)胞漿里也有很多氨基酸，把這些氨基酸按照這樣的密碼拖過來，這個(gè)時(shí)候就要靠另外一個(gè)搬運(yùn)工了，這個(gè)搬運(yùn)工也是一個(gè)RNA，有20種氨基酸，三聯(lián)密碼，三個(gè)一聯(lián)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)氨基酸，另三個(gè)對(duì)應(yīng)第二種氨基酸。誰想出來三個(gè)可以對(duì)一個(gè)？就是物理學(xué)家想出來的，在量子力學(xué)里叫做兼并。搞生物學(xué)的人可能講不出兼并，量子力學(xué)的人整天在搞兼并。所有這些密碼都在信使RNA里，就需要有一個(gè)搬運(yùn)工能夠讀出這個(gè)東西，而且讀出GAA的密碼，拉一個(gè)谷氨基酸，搬運(yùn)工叫做TRNA，像一個(gè)刷子一樣，信使RNA的密碼三個(gè)一組，三個(gè)一組，已經(jīng)帶出來了，而且信使RNA躺在核糖體上。細(xì)胞漿里有很多氨基酸，現(xiàn)在搬運(yùn)工來了，前面有很多搬運(yùn)工，每個(gè)搬運(yùn)工前頭帶著三個(gè)牌子，三種“踏板”。按照配對(duì)的辦法，C對(duì)G，G找C，U找到A，搬運(yùn)工是專門拉第十種氨基酸的，而另外一個(gè)氨基酸掛了三個(gè)牌子，拉的是第八種氨基酸，而且這三個(gè)是配對(duì)的，G和C、G和C、A和U配對(duì)，按照這個(gè)序列，搬運(yùn)工按這個(gè)系列排起來，裝配工把這個(gè)東西裝配起來，于是一個(gè)鏈就裝配出來了，而且這根鏈?zhǔn)前凑彰艽a的指令裝配出來。生命是不是很有意思？而且不知道它的結(jié)構(gòu)，是無法知道這些細(xì)節(jié)的。
　　有了序列，還不是有功能的蛋白。搬運(yùn)工不斷的把從1到20，按照指令，通過搬運(yùn)工的牌子和配對(duì)把它接過來，而且由裝配工裝起來。蛋白質(zhì)已經(jīng)按照遺傳密碼裝配成長鏈，長鏈必須要卷曲，必須要折疊，成為一定的構(gòu)形才能夠有活力。這個(gè)事情到現(xiàn)在還沒有搞清楚是怎么來的，我估計(jì)再有50年也許會(huì)清楚，在座的各位誰幸運(yùn)地解決一兩個(gè)問題，能夠得到巨大的榮譽(yù)，希望如此。
　　β－折疊，有些鏈子是無規(guī)卷曲，轉(zhuǎn)角，有人從理論上解決這個(gè)東西，理論生物學(xué)，有人在實(shí)驗(yàn)里做，畢竟經(jīng)過各個(gè)方面的努力，化學(xué)家、生物學(xué)家、物理學(xué)家、計(jì)算學(xué)家等等大家的努力，才能把這個(gè)事情解決。一根鏈子必須弄成不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，負(fù)責(zé)不同的生命活動(dòng)。假如這根鏈子某個(gè)地方的結(jié)構(gòu)出了小小的差錯(cuò)，人類就要產(chǎn)生災(zāi)難，比如說血紅蛋白，紅血球里主要是血紅蛋白。假如有一些蛋白結(jié)構(gòu)里有一點(diǎn)點(diǎn)錯(cuò)，也許就會(huì)出現(xiàn)貧血癥，很難治的地中海貧血，甚至現(xiàn)在研究出來老年癡呆也是因?yàn)槟硞�(gè)蛋白里的結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)晶體，在晶體里有一種現(xiàn)象叫做位錯(cuò)，就是錯(cuò)了位，有了位錯(cuò)于是就產(chǎn)生這個(gè)病。研究這個(gè)事對(duì)人類的健康有極大的影響。
　　研究了這是一個(gè)什么鏈子比較容易。它怎樣彎曲起來，怎樣折疊起來，研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，是當(dāng)代生命科學(xué)的十分重要的前沿，世界上都往這個(gè)地方攻，研究結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，從實(shí)驗(yàn)室的研究到人類要了解我們本身，對(duì)認(rèn)識(shí)的深化是非常重大的進(jìn)步。
　　這是一個(gè)非常艱巨的研究，美國計(jì)劃在二十一世紀(jì)頭10年定出一萬種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。別以為一萬種很少，在上個(gè)世紀(jì)，也就是不到一百年前出一個(gè)現(xiàn)在看起來非常簡單的血紅蛋白用23年，假如是這個(gè)速度定出一萬種蛋白，需要多少年才能夠測出來？