DNA是標準慣性參考系的發現完善了整個生命科學力學體系 - 生命科學研究動態 - 生命科學...

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    DNA是標準慣性參考系的發現完善了整個生命科學力學體系& J. Q+ E$ D* m* x* t湖北省榮軍醫院基礎醫學研究室,王漢成 武漢4300796 {, n; W0 m3 w9 Ov* K. K$ R8 w, x: D3 U3 u* G: m- t所謂參照系,就是參照物的意思,以分析地球的運動為例,如果人們不以太陽,月亮或星星為參照物的話,人們無論如何也感覺不到或分析不到地球是在轉動的,於是地球運動的本質就被表像所隱藏,當人們選定了地球外的其它星球為參照物以後,就可揭開表像看到地球本質的運動了,同樣在認識生命世界時,想要認識生命運動本質也應選准參照物才行,否則生命科學進步是不可能的。3 G5 Z. y) k0 d8 Z& {3 ^+ c7 r" A7 x+ ~考查生命物體的運動離不開參考系。但生命科學對它又卻是那般的漠生。DNA甲基化對生命活動非常重要,是基因調控的手段之一(即,通過對位於啟動子及第一外顯子區的CpG島的甲基化而抑制基因的表達),它在維持細胞正常功能、傳遞基因組印記,胚胎髮育、腫瘤發生等方面起著至關重要的作用,更是表觀遺傳學研究的熱點。通過DNA甲基化檢測來預測患癌風險。該檢測方法就是利用了正常組織DNA序列作為參照系從而判斷CpG位點是否發生甲基化。這種方法的可靠性及精確度都很高,人類基因組測序計劃完成後,表觀遺傳的系統性和全面化研究使人們認識到構建表觀遺傳組的迫切性,其主要因素就是基因組測序為表觀遺傳學研究建立了DNA慣性參考系的重要原因。只是生命科學它不領情,重視基因組測序的應用而忽視了DNA標準慣性參考系的真實存在。& }/ h) Nb2 ]5 ]1 z; {) yY9 A" J5 Ov& l7 N表觀遺傳學慣性科學的發現個以及成就無可非議表明了表觀遺傳學是個卓越的非慣性系7 v9 v+ w/ R7 ^; y: N5 C$ rDNA病毒「放射性衰變」的發現,揭示了細胞DNA複製衰變過程就是DNA慣性。DNA與自然界任何物體一樣,在不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速複製衰變運動,直到其他物體對它施加作用力迫使它改變這種狀態為止,這就是DNA慣性。DNA慣性的發現,界定了分子遺傳學研究範疇;DNA一級結構複製衰變運動就是DNA慣性,是牛頓第一定律在分子生物學中的展現。DNA物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止,這就是榮獲諾貝爾獎著名的Anfinsen原理 。牛頓第一定律慣性、萬有引力定律在分子生物學中的展現就是分子遺傳學;包括DNA的複製、RNA的複製和轉錄、翻譯以及其調控等,鹼基匹配規律以及遺傳信息傳遞的學科,一目了然。" x/ M# S. W( W$ M& _8 N! C# M/ u. ?1 p0 l7 a; b* {基因慣性、慣性質量的發現,一舉突破了表觀遺傳學所要研究問題的實質。 那麼究竟是些什麼因素影響著基因的表達?這個因素就是牛頓慣性力(慣性力是真實的力,癌基因光譜藍移實驗己經證實)。我們已經知道,在表觀遺傳學研究中特彆強調環境因素通過表觀遺傳學產生致病作用,提出了遺傳和環境相互作用而致病的重要意義。現在分子遺傳學具有牛頓第一定律、萬有引力特徵等特徵。環境(量子)合外力與基因合力相互作用,DNA慣性反抗外力的反作用力叫做慣性力,貫穿於DNA甲基化、蛋白質糖鏈抗原慣性質量中生產出表觀遺傳學範疇的最簡潔、最理想形式。牛頓力學運用歸納與演繹、綜合與分析的方法極其明確完善了表觀遺傳學力學體系,指明了表觀遺傳學研究方向。牛頓第二運動定律:物體的加速度跟所受的合力成正比,跟物體的質量成反比。加速度的方向跟合力的方向相同。與牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在一條直線上。締造了生物量子力學一表觀遺傳學慣性、慣性質量的誕生。DNA相對論科學的對錶觀遺傳學進行了準確定義一表觀遺傳學就是基因的慣性表觀科學。歸納出表觀遺傳學研究範疇的界定這是表觀DNA模型笫二大貢獻;什麼是表觀遺傳學,表觀遺傳學就是牛頓第二、三運動定律在生命中的體現。* v, y) J; `- k. r* Y" P7 H[e7 e( C6 d6 R- _表觀遺傳學慣性科學的發現建全了幾千年來人們對物質質量最全面的認識。突破了愛因斯坦物質的慣性質量是其能量內涵量度的認識。在表觀生物學中引入了DNA慣性質量這樣一個物理量來表示DNA物體慣性的大小,建立了DNA序列引力質量與DNA甲基化慣性質量才是DNA總的分子質量,糖蛋白糖鏈慣性質量與蛋白質引力質量才是蛋白質總的分子質量的深刻認識。在分子生物學基因中清楚地區分了序列引力質量和修飾慣性質量這兩個不同的概念。在基因物質質量和能量概念上統一了分子遺傳學(序列結構引力質量)與表觀遺傳學(DNA甲基化修飾慣性質量)。完成了分子生物學的全線統一。, l( D! j9 q0 m8 t. u5 |: Y0 a/ f- C# D2 L一個參考系是不是慣性系,只能由試驗確定。最基本的判據就是牛頓運動定律成立與否。根據伽利略相對性原理,和一個慣性系保持相對靜止或相對勻速直線運動狀態的參考系也是慣性系。在實踐中,人們總是根據實際需要選取近似的慣性參考系。比如,在研究地面上物體小範圍內的運動時,地球是一個很好的慣性系。在研究太陽系中天體的運動時,太陽是一個很好的慣性系。 現在看來表觀遺傳學是慣性科學的發現以及成就無可厚非的表明了表觀遺傳學是個卓越的非慣性系。與表觀遺傳學相對應的分子遺傳學DNA就是理想中的慣性參考系。研究成果表明;DNA慣性參照系是牛頓第一、第二定律(見牛頓運動定律)在其中都有效的參照系。如果設DNA為慣性參照系,則任何對於DNA作等速直線運動的參照系都是慣性參照系;例如原核生物、細菌等、而對於DNA作加速運動的參照系則是非慣性參照系。例如,真核生物、病毒等,所有的慣性參照系都是等效的。$ r$ r5 o9 nk& e9 X; m8 8 U* {- W" R" fDNA是一個即相對又絕對靜止的標準慣性參考系9 h9 l) y8 ?( W! F* {6 c" i9 i1、DNA線性運動與原核DNA轉錄都證實DNA是時間絕對靜止的標準慣性參考系v% b/ Z- r+ w9 f. z6 t6 H" v在自然界中然道就真的沒有標準慣性參考系嗎?從牛頓力學絕對時空來看,儘管涉及到幾個物質層次,但都是在牛頓絕對時空的框架內展開的。人類從經驗中發現,總可以找到這樣的參考系:其時間是均勻流逝的,空間是均勻和各向同性的;在這樣的參考系內,描述運動的方程有著最簡單的形式。這樣的參考系就是慣性系。分子層次生物DNA結構模型,就是自然界中理想的慣性參考系。註定了它是時空絕對靜止的理論。1951年,美國年輕物理學家沃森和丹麥物理學家克里克合作研究推導DNA大分子的籌建,經過一年多的模型搭建,他們把這個能解釋DNA分子性狀和DNA複製機制的雙螺旋模型成文並發表,倫敦大學教授威爾金斯,從事核酸晶體X光分析。用凝固了DNA時空結構的三維結構x射線衍射圖譜,證實了DNA雙螺旋模型結構的真實性。從而開創了現代分子生物學新紀元,提出了遺傳物質分子結構的完整框架,從此分子生物學第一次有了這個以結晶學、模型概念為基礎的理論。儘管DNA結構模型引入了超越經驗的絕對時間、絕對空間等基本概念。它有一維、二維、三維以至超級絕對的空間、然而由於其本性是一條均勻的線性結構、它的絕對時間與任何其他外界事物無關地流逝著。絕對空間就其本性而言,是與任何外界事物無關而永遠是相同的和不變的。絕對運動是DNA線性結構物體從DNA一RNA一蛋白質線性結構移動,然而DNA結構模型則以其突變理論來證明絕對時間運動的存在。在經典的基因組中DNA一維序列結構遺傳根本沒有考慮過時空遺傳對於蛋白質時空遺傳的重要性,認定 Anfinsen原理具有的時間和空間遺傳對於蛋白質時空遺傳就有效了。然而在蛋白質摺疊研究中卻出現了完整一級結構的多肽鏈不能摺疊成為它特定的高級結構,這是一個摺疊的動力學的問題,同樣也是DNA絕對時間問題。分子生物學DNA結構模型絕對時空與牛頓經典力學絕對時空同出一轍,人們在分子生物學的限制下費勁地理解著DNA時空。直到DNA相對論時空觀的建立,才能打破這個框架。- Z1 j/ V" G9 e; m5 m! _9 ]9 P, p+ h5 Y6 t$ kt9 M原核生物基因結構是由裸露的DNA組建而成,時間空間在這裡都是絕對靜止的(DNA相對論)。原核生物DNA僅具有一級結構鹼基遺傳關係的立體螺旋結構質量體系,即無時間也無能量。(實際原核生物DNA核苷酸相互作用也具有較弱的能量,但相對於真核生物來說那它是絕對的時空。原核生物DNA僅具有結構時間H,但時間介子沒受到場的激發作用因而它是絕對的時空)。絕對同一的時間,絕對同一的空間這樣的實驗在物理學中是很難以做到的,但在分子生物學中每時每刻都在重複著這樣的實驗。在原核生物中,因為沒有細胞膜的分隔,轉錄未完成即已開始翻譯,而且在同一DNA模板上同時進行多個轉錄過程.電鏡下看到的羽毛狀圖形和羽毛上的小黑點(多聚核糖體), 就是轉錄和翻譯高效率的直觀表現。原核DNA被轉錄時,蛋白質合成也隨轉錄起始而進行,即邊轉錄邊翻譯,其轉錄和翻譯在同一條RNA上可以具有同時性。原核生物DNA與蛋白質合成具有絕對同一時間關係,原核生物DNA一級結構與蛋白質一級結構空間具有絕對靜止的空間結構關係。這就是著名的Anfinsen原理。原核生物DNA絕對時空運動,論證了牛頓力學相對性思想,絕對空間、絕對時間和絕對運動。原核生物DNA勻速線性運動就是DNA的慣性。相對論慣性與牛頓絕對慣性都是物體慣性的兩個方面。相對中應有絕對,絕對中應有相對,這才是相對論顛覆不破的真理。+ @( H4 x+ X. ?A7 b8 1 G% X+ G" D3 O- O; F/ H, E牛頓三大定律揭示了物體機械運動時,其運動狀態發生變化的原因和規律。這三條定律是互相聯繫的統一整體,三者結合起來構成了慣性整個動力學的基礎,第二定律是核心,第一定律是第二定律的基礎,第三定律保證了第二定律在經典力學範圍內的廣泛應用和實際有效。可見,牛頓三定律及由其推出的定理和守恆定律,就構成系統而又完備的牛頓力學。目前21世紀生命科學正在涵蓋著整個牛頓力學體系;牛頓第一定律慣性、萬有引力定律在分子生物學中的展現就是分子遺傳學,表觀遺傳學就是牛頓第二、三運動定律在在分子生物學中的體現。表觀遺傳學正在系統性和全面化解讀人類基因組計劃,功能基因組學;基因組的多樣性;基因組的表達及其時空調節;模式生物基因組研究等,無論哪一種組學都離不開對DNA慣性參考系的需求,DNA慣性參考系的出現和它在生物、醫學中的成功應用無不呈顯出整個牛頓力學體系正在生命科學中快速成長與完善。1 Ux2 R: V/ f3 u0 |5 t$ e& G. Z5 @3 B5 1 f+ a6 I* h! j, D3 O/ n認識DNA慣性系還是要從病毒衰變現象說起;6 E4 ~# c7 T: M; N8 ?荷蘭科研機構最近對比研究了分別於1986年、1989年、2002年、2003年採樣的艾滋病毒後稱,有跡象表明艾滋病毒可能在衰變。研究人員說,新採樣病毒比過去採樣病毒的繁殖速度要慢﹔而且,新採樣病毒似乎容易受到現有臨床藥物的抑制。但研究人員提醒說,他們的這一發現決不說明對抗艾滋病的努力可以有絲毫放鬆。此前,人們一直認為,艾滋病毒在不斷傳染泛濫的過程中,將不斷演變,變得更加難以抑制和抗藥。專家還指出,雖然還很難確切地說是否對抗艾滋病有了希望,但是新發現則至少意味著,艾滋病毒的抗藥性和自身傳播能力並沒有增強多少。世界衛生組織專家也表示,諸如牛痘、肺結核、梅毒等病毒,也都在過去的觀察和研究中發現逐漸衰變的跡象。衰變意味著不穩定的原子核在放射出粒子及能量後可變得較為穩定,這個過程稱為衰變。這些粒子或能量 (後者以電磁波方式衰變,原子放射性是以氣體作為媒介物,病毒「中子的放射性」則是由生物物質作為媒介體。病毒「中子」的「放射性衰變」。會不間斷地通過DNA氫鍵轉換成為RNA、蛋白質的複製衰變過程,這就是病毒「中子β衰變現象」病毒增殖性生長原理。直至變成另一種穩定同位素。) 統稱輻射。4 t( a: {]# 9 `" c" h& f& S2 P. q& M# x* ~- R2 @DNA是標準慣性參考系發現意義是;* N- H6 p4 L3 " ]為基因建立了力學體系,牛頓第一定律慣性、萬有引力定律在分子生物學中的展現就是分子遺傳學。表觀遺傳學就是牛頓第二、三運動定律在生命中的體現。DNA是標準慣性參考系的發現進一步完善了整個生命科學力學體系。為21世紀生命科學研究指明了方向;DNA時空統一場論是解讀生命最高概念一基因是分形宇宙。1 m" F% g+ x# c; h% g1 l! ^- C

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