RNA家族的傳奇故事
20世紀50年代中期，人類發現生命的遺傳物質是DNA雙螺旋。這之後過了十多年，人們才發現了RNA，它們是聯繫DNA和蛋白質的“橋梁”，是細胞裏的信使（信使RNA）、運輸工具（轉運RNA）和“車床”（核糖體RNA）上的關鍵零件，因此它們看起來好像一直在默默地幹著一些替DNA跑腿的雜活。長久以來，生物學家們從來沒有認為RNA會是生命中最重要的一份子。
但是20世紀80年代末期，科學家們發現，很多RNA能夠不聽從DNA的安排，一旦它們被DNA生產出來，就能夠依據自己的需要自我裁減並重新縫合成一條新的RNA，用這些新的資訊指導合成蛋白質，這就是RNA 的“自催化”作用。這時候，RNA變成了真正的遺傳資訊決定者。並且，在特殊條件下，RNA還可以反過來生產出DNA。在生命物質中，RNA是最多才多藝的：DNA無法行使蛋白質的功能，而蛋白質無法象DNA一樣來傳遞生命資訊，而這些功能對於RNA來說都只是它的技藝之一，所以當代生物學家不得不更多地支援“RNA是最早的生命和遺傳物質”的理論。
20世紀90年代，關於RNA一些具有劃時代意義的發現開始了。它們首先出現在牽牛花的研究中，隨後又在一種長度不過1毫米的線蟲身上展現出來。
1990年，美國亞利桑那大學的喬金森教授，想用轉基因的辦法製造一些更加漂亮的牽牛花。普通的牽牛花一般顏色較淡，最多出現淡紫色。喬金森教授知道，製造牽牛花顏色的是一種專門的基因，這種基因在牽牛花的細胞中數量越多，產生的色素越濃，花兒的顏色就越紅。按照以往的想法，如果將大量造色基因轉入牽牛花的細胞中，就有可能人工製造出像玫瑰一樣紅的牽牛花來。當喬金森教授興奮地將這些基因大量地轉移到普通牽牛花細胞中後，卻得到了一個令人大失所望的結果：原本淡紫色的牽牛花反而沒有以前紅艷了，它們有的出現了星星點點的白色斑點，有的花邊全變白了。在後來的實驗中，他們甚至得到了完全失去顏色的轉基因後代！這是一場實驗事故嗎？研究人員仔細分析了他們的實驗，獲得一個驚人的發現：那些轉基因的細胞中，造色基因DNA產生的RNA反而非常稀少。那些本應該產生的RNA跑到哪去了呢？當時，他們無法回答這個問題，只知道他們的實驗基因在牽牛花中發生了“沉默”——像人不說話，不表達自己的意見了。
與此同時，人們在對線蟲的研究中也發現了這種基因沉默的現象。我們知道，製造出蛋白質的都是單股鏈的RNA——所謂的有意義鏈RNA，而一旦有與單股鏈RNA上的口令字母高度吻合配對的互補單鏈RNA出現——所謂的“反意義鏈”，這兩條RNA就會很容易地擁抱在一起，使刻寫在有意義鏈RNA上面用來指導蛋白質合成的遺傳資訊在這種擁抱中被完全遮蓋，從而失去翻譯出蛋白質的功能。科學家們根據這個原理，做了一個把在儀器中製造出的無意義鏈RNA轉入線蟲體內的實驗，果然，那些轉入了無意義鏈RNA的線蟲再也不能正常發育長大。但同時他們發現一個問題：當轉入一些不會與有意義鏈RNA互補擁抱的雙鏈RNA時，線蟲也發生了異常發育的現象。研究者們終於認識到，是一種可以形成雙鏈的RNA在玩弄操縱基因開關的魔法，它們不是人們以前所認識的那三種RNA，而是一種讓人感覺非常陌生的所謂小RNA。
細胞裏的園丁
那些小RNA很短，大多數只含有21到25個遺傳字母。這些小RNA既可以是從外部入侵到細胞中的，如通過病毒感染、轉基因等途徑，也可以是生物體自身基因組的產物。那些由外部進入細胞中的小RNA叫小干擾RNA，而生物體一般由自己產生的小RNA叫微小RNA。喬金森教授培養轉基因牽牛花的實驗之所以會失敗是因為他們在牽牛花的細胞中製造了太多的造色基因RNA。細胞可不能容忍某一種產品生產失控，它會馬上用一把叫“剪切者”的酶像剪草一樣將那些太多的RNA亂剪一氣，留下一些21到25個遺傳字母的單鏈小碎片。這些小碎片可以複製出它的互補小鏈條，一起進一步在細胞中裝配成一輛叫“粉碎者”的“大卡車”，更高效地將所有那類基因的RNA產物破壞殆盡。所以喬金森教授的牽牛花由於轉入了太多的基因，其生產的特異RNA被小RNA看成了細胞中的“雜草”，一氣給消滅乾淨了。
線蟲實驗遭遇的過程也是這樣的。細胞最不能容忍的就是雙鏈的RNA，那些雙鏈RNA一進入到細胞中，立即飛快地招來“剪切者”對它實行剪切，非常有規律地形成21到25個遺傳字母的雙鏈小碎片。小碎片又引來其他成員共同組成“粉碎者”。細胞這樣行事的目的就是對基因的生產活動進行數量上的嚴格控制，這個作用就叫做“RNA干涉”。
小干擾RNA和微小RNA在行為上還有較大的差別：前者必須與它剪切掉的基因部分完全一樣，並且使被瞄準的基因在一個細胞中幾乎完全喪失功能；後者反而不會那麼嚴格，它常常與剪切目標有1到3個字母的差異，這就使細胞可以更容易一些地調控自己的基因。小干擾RNA用來對付破壞細胞遺傳物質穩定的重大事故，如病毒RNA的入侵等；微小RNA則專門用來控制細胞自己的如何生長髮育，譬如不同的樹葉如何形成各自不同的邊緣形狀，花兒什麼時候開，什麼時候凋謝等，只有微小RNA才知道。
20世紀50年代中期，人類發現生命的遺傳物質是DNA雙螺旋。這之後過了十多年，人們才發現了RNA，它們是聯繫DNA和蛋白質的“橋梁”，是細胞裏的信使（信使RNA）、運輸工具（轉運RNA）和“車床”（核糖體RNA）上的關鍵零件，因此它們看起來好像一直在默默地幹著一些替DNA跑腿的雜活。長久以來，生物學家們從來沒有認為RNA會是生命中最重要的一份子。
但是20世紀80年代末期，科學家們發現，很多RNA能夠不聽從DNA的安排，一旦它們被DNA生產出來，就能夠依據自己的需要自我裁減並重新縫合成一條新的RNA，用這些新的資訊指導合成蛋白質，這就是RNA 的“自催化”作用。這時候，RNA變成了真正的遺傳資訊決定者。並且，在特殊條件下，RNA還可以反過來生產出DNA。在生命物質中，RNA是最多才多藝的：DNA無法行使蛋白質的功能，而蛋白質無法象DNA一樣來傳遞生命資訊，而這些功能對於RNA來說都只是它的技藝之一，所以當代生物學家不得不更多地支援“RNA是最早的生命和遺傳物質”的理論。
20世紀90年代，關於RNA一些具有劃時代意義的發現開始了。它們首先出現在牽牛花的研究中，隨後又在一種長度不過1毫米的線蟲身上展現出來。
1990年，美國亞利桑那大學的喬金森教授，想用轉基因的辦法製造一些更加漂亮的牽牛花。普通的牽牛花一般顏色較淡，最多出現淡紫色。喬金森教授知道，製造牽牛花顏色的是一種專門的基因，這種基因在牽牛花的細胞中數量越多，產生的色素越濃，花兒的顏色就越紅。按照以往的想法，如果將大量造色基因轉入牽牛花的細胞中，就有可能人工製造出像玫瑰一樣紅的牽牛花來。當喬金森教授興奮地將這些基因大量地轉移到普通牽牛花細胞中後，卻得到了一個令人大失所望的結果：原本淡紫色的牽牛花反而沒有以前紅艷了，它們有的出現了星星點點的白色斑點，有的花邊全變白了。在後來的實驗中，他們甚至得到了完全失去顏色的轉基因後代！這是一場實驗事故嗎？研究人員仔細分析了他們的實驗，獲得一個驚人的發現：那些轉基因的細胞中，造色基因DNA產生的RNA反而非常稀少。那些本應該產生的RNA跑到哪去了呢？當時，他們無法回答這個問題，只知道他們的實驗基因在牽牛花中發生了“沉默”——像人不說話，不表達自己的意見了。
與此同時，人們在對線蟲的研究中也發現了這種基因沉默的現象。我們知道，製造出蛋白質的都是單股鏈的RNA——所謂的有意義鏈RNA，而一旦有與單股鏈RNA上的口令字母高度吻合配對的互補單鏈RNA出現——所謂的“反意義鏈”，這兩條RNA就會很容易地擁抱在一起，使刻寫在有意義鏈RNA上面用來指導蛋白質合成的遺傳資訊在這種擁抱中被完全遮蓋，從而失去翻譯出蛋白質的功能。科學家們根據這個原理，做了一個把在儀器中製造出的無意義鏈RNA轉入線蟲體內的實驗，果然，那些轉入了無意義鏈RNA的線蟲再也不能正常發育長大。但同時他們發現一個問題：當轉入一些不會與有意義鏈RNA互補擁抱的雙鏈RNA時，線蟲也發生了異常發育的現象。研究者們終於認識到，是一種可以形成雙鏈的RNA在玩弄操縱基因開關的魔法，它們不是人們以前所認識的那三種RNA，而是一種讓人感覺非常陌生的所謂小RNA。
細胞裏的園丁
那些小RNA很短，大多數只含有21到25個遺傳字母。這些小RNA既可以是從外部入侵到細胞中的，如通過病毒感染、轉基因等途徑，也可以是生物體自身基因組的產物。那些由外部進入細胞中的小RNA叫小干擾RNA，而生物體一般由自己產生的小RNA叫微小RNA。喬金森教授培養轉基因牽牛花的實驗之所以會失敗是因為他們在牽牛花的細胞中製造了太多的造色基因RNA。細胞可不能容忍某一種產品生產失控，它會馬上用一把叫“剪切者”的酶像剪草一樣將那些太多的RNA亂剪一氣，留下一些21到25個遺傳字母的單鏈小碎片。這些小碎片可以複製出它的互補小鏈條，一起進一步在細胞中裝配成一輛叫“粉碎者”的“大卡車”，更高效地將所有那類基因的RNA產物破壞殆盡。所以喬金森教授的牽牛花由於轉入了太多的基因，其生產的特異RNA被小RNA看成了細胞中的“雜草”，一氣給消滅乾淨了。
線蟲實驗遭遇的過程也是這樣的。細胞最不能容忍的就是雙鏈的RNA，那些雙鏈RNA一進入到細胞中，立即飛快地招來“剪切者”對它實行剪切，非常有規律地形成21到25個遺傳字母的雙鏈小碎片。小碎片又引來其他成員共同組成“粉碎者”。細胞這樣行事的目的就是對基因的生產活動進行數量上的嚴格控制，這個作用就叫做“RNA干涉”。
小干擾RNA和微小RNA在行為上還有較大的差別：前者必須與它剪切掉的基因部分完全一樣，並且使被瞄準的基因在一個細胞中幾乎完全喪失功能；後者反而不會那麼嚴格，它常常與剪切目標有1到3個字母的差異，這就使細胞可以更容易一些地調控自己的基因。小干擾RNA用來對付破壞細胞遺傳物質穩定的重大事故，如病毒RNA的入侵等；微小RNA則專門用來控制細胞自己的如何生長髮育，譬如不同的樹葉如何形成各自不同的邊緣形狀，花兒什麼時候開，什麼時候凋謝等，只有微小RNA才知道。
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