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如果你父母双方没有在恰当的时间结合——可能要精确到秒，更有可能要精确到毫微秒，你就不会在这里：而如果你父母的父母没有在恰当的时间以恰当的方式结合，你也不会在这里；如果你父母的父母的父母，以及你父母的父母的父母的父母。以此类推下去。没有以同样的方式结合，显而易见，你也肯定不会在这里。
时光越是倒流，你赖以降生的人的数量越是增加。仅仅上溯到8代以前。也就是查尔斯·达尔文和亚伯拉罕·林肯出生的时间，这个数目已经超过250人，他们双方的结合决定了你的存在。继续往前推，一直到莎士比亚和“五月花”号清教徒生活的时间，你有不少于16384个祖先，他们彼此的基因交换与组合，最终奇迹般地成就了你。
在20代以前，这个祖先数目已增加到了1048576个。在此基础上再往前推5代，成就你的祖先数不会少于33554432个。而在30代以前，你的祖先的总数——记住，这些数目不包括堂亲、表亲以及其他更远的亲戚，而只是父母一父母的父母一一直到你这一线——已超过10亿(确切地说是1073741824)。而在64代之前，也就是古罗马时期，决定你存在的祖先数将增到约10亿亿，这个数目是曾经在地球上生存过的人的总数的几千倍。
很明显，我们的统计出了一些差错。对于这个问题，正确的解释是——你也许对此感兴趣，你的这一线并不那么纯粹。如果根本没有一定程度上的亲戚的联姻——这种情况实际上是大量存在的，尽管出于遗传的原因小心翼翼地隔一代，你就不会在这里。你这一条线上有几百万个祖先经常会出现这样的情况，你母亲这一边的一个远亲和你父亲这一边的一个远亲结为夫妻。实际上，如果你现在的伴侣是你同一民族、同一国家的人，你们很可能就有着某种血缘关系。如果你在公共汽车上、在公园里、在咖啡屋中，或者在任何一个拥挤的地方环视四周，你所看到的大多数人很可能是你的亲戚。如果有人自吹是莎士比亚或征服者威廉的后代，你可以马上回答他说：“我也是!”无论从字面意义还是从本质来讲，我们都是一家人。
我们也令人惊讶地相似。把你的基因和别的任何一个人对比，它们平均有大约99.9％是相同的，就是它们使得我们都属人类。这千分之一的小小基因差异——用英国遗传学家，最近获得诺贝尔奖的约翰·萨尔斯顿的话说，“每1000个基因中的约1个核苷酸基”就是赋予我们个性的基础。近年来很重视人类基因组结构的研究。其实根本没有单一的人类基因组这种东西。每一个人的基因组都不相同，否则我们就会完全一样。正是我们基因组的不断重组——每个基因组大体上相同，而又不完全相同，使得我们成为现在这个样，既是许多个体。又是一个物种。
但是究竟什么是基因组?什么又是基因?嗯，让我们再从细胞开始吧。细胞内部是一个细胞核，细胞核内就是染色体——一共有46对，其中23对来自你的母亲，23对来自你的父亲。你体内的每一个细胞——它们中的99.9999％——携带同样数量的染色体，只有极少数例外。(这些例外是红细胞、一些免疫系统细胞、卵子和精子细胞；由于不同的组织系统原因，它们不携带完整的基因孢。)染色体包含着一组完整的生成和维持你生命所必需的指令，它们由一长串脱氧核糖核酸，俗称DNA组成。DNA被称为“地球上最非同寻常的分子”。
DNA存在的原因只有一个——生成更多的DNA——你的身体内有很多DNA：将近2米长的DNA挤在差不多每个细胞里。每单位长度的DNA包括32亿个密码字母，足以产生103480000000种组合，用克里斯琴·德迪夫的话说，“无论如何可以确保独一无二的地位。这个概率很大——1的后面加上30多亿个零，“光是印刷这些数字，就要用5000本一般大小的书。”德迪夫解释说。仔细端详镜子中的你自己想一想这样一个事实，你含有1亿亿个细胞，几乎每一个细胞又包含约2米长的挤成一团的DNA，你就会意识到你身上有多少这种东西。如果将你身上所有的DNA连成一条细线，它的长度是地球到月球的距离好多倍。根据一种统计，你身上的DNA总长度达2000万公里。
一句话，你的身体喜欢制造DNA,没有它你就不能生存。然而DNA本身并没有生命。分子也没有生命，但DNA可以说是尤其没有生命。用遗传学家理查德·莱旺顿的话来说，它是“生命世界中最非电抗性的化学惰性分子”。这就是人们在谋杀案调查中能从干涸已久的血迹或精液中，以及能从古代尼安德特人骨骼中提取出DNA的原因。这也解释了为什么科学家花了如此长的一段时间才破译出这样一种看似无关紧要的——一句话，没有生命的——神秘物质，在生命本身中却占据十分重要的地位。
作为一种已知的实体，DNA存在的时间之长超乎你的想象。可是，直到1869年，DNA才由一位任职于德国蒂宾根大学的瑞士科学家约翰·弗里德里希·米歇尔发现。在通过显微镜研究外科手术绷带的脓液时，米歇尔发现了一种他不认识的物质，他给它取名为核素(因为它寄居在细胞核里)。当时米歇尔只注意到它的存在，但核素显然在他的心中留下了深刻印象。23年后，在给他叔叔的一封信中，米歇尔提出，这种分子可能是隐藏在遗传背后的原动力。这是一个极具洞察力的观点，但是这个观点超出了当时的科学要求，因此根本没有引起人们的注意。
在以后的半个世纪的大部分时间里，人们普遍认为，这种物质——现在被称为脱氧核糖核酸或DNA——在遗传中所扮演的充其量是一个微不足道的角色。它太简单了，主要由4个被称为核苷酸的基本物质组成。这就好比一个只有4个字母的字母表。你怎么可能用这区区4个字母编写生命的故事?(答案在很大程度上类同于你用莫尔斯电码的点和划——将它们串连起来——去写一封内容复杂的电报。)就大家所知，DNA根本不做任何事情，它只是静静地待在细胞核中。它可能以某种方式约束染色体，也可能根据指令增加一点酸度，或者完成一些不得而知的其他微不足道的任务。据认为。复杂的东西非得存在于蛋白质之中。
然而，如果将DNA的作用忽略不计，会引发两个问题。首先，DNA数量是如此之多，几乎每个细胞核里都有将近2米长的DNA，显然它在细胞中起着某种非同小可的作用。最重要的是，它在实验中频频露面，犹如一起神秘的凶杀案中的嫌疑人。尤其是在与肺炎球菌和噬菌体[感染性细菌病毒)有关的两项研究中，DNA所扮演的重要角色说明它的角色远远被低估了。实验表明，DNA在制造蛋白质这样对生命至关重要的物质方面起看某种作用，不过人们也很清楚，蛋白质是在细胞核外生成的，与对它们聚合施加影响的DNA相距甚远。
没有人能够弄明白DNA是怎样将信息传递给蛋白质。我们现在知道，是RNA，也就是核糖核酸在这两者中间起到了一种 翻译作用。DNA和蛋白质操的不是同一种语言，这是尽人皆知的生物学的一件很奇妙的事。在将近40亿年的时间里，它们在生命世界种扮演了至关重要的双簧角色，然而它们各自操的是彼此不能相容的密码，就好比一个说的是西班牙语，另一个说的是印第安语。要想相互交流，它们就得有一个翻译，而这个翻译就是RNA。在一种核糖体的化学物质的帮助下，RNA将细胞里的DNA信息以蛋白质所能理解的形式翻译出来并以此作为蛋白质行动的指令。
染色体于1888年被偶然发现，之所以这样命名，是因为它们很容易被染上颜色，因此在显微镜下很容易看到。到了世纪之交的时候，人们明显感觉到它们在传递某些特性中起到了一定作用，但是没有人知道它们是怎样起作用的，甚至有人对它们是否真正起作用也表示怀疑。
实际上，这当然仅仅是开始。即使到了今天，我们对于DNA仍有许多未解之谜。比如说，为什么这么多DNA似乎不做任何事情。你的DNA的97％是由大量没有任何意义的垃圾(Junk)，或生化学家喜欢称之为非编码DNA构成的。只有部分区段掌控着至关重要的指令。这是一些行为古怪、难以捉摸的基因。
基因就是(不过是)制造蛋白质的指令。它们在完成这一工作时尽职尽责。在这个意义上，它们就像钢琴的键，每一个键只能弹奏出一个音调。将所有的键组合在一起，你就能弹奏出各种各样的悦耳的曲调。将所有基因组合在一起，你就能(继续这个比喻)弹奏出一曲伟大的交响乐，这就是人类基因组。
基因组换一种通俗的说法就是一种身体指令的手册。从这个角度来看，可以将染色体想像为一本书的章节，而基因则是制造蛋白质的个别指令。指令中所写的单词被称为密码子，单词中的一个个字母被称为碱基。碱基——基因字母系统中的字母由前面我们提到的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘌呤和胸腺嘧啶4种核苷酸组成。尽管它们的作用极为重要，这些物质全都不是什么稀奇的东西组成。例如，鸟嘌呤就是因为在鸟粪层中大量存在而得名。
正如人人所知道的那样，DNA分子的形状像一个螺旋状的楼梯或扭曲的绳梯：著名的双螺旋结构。
DNA最绝妙的特点在于它可以被复制。
在大多数情况下，我们的DNA都以极其精确的方式进行复制，但是，在非常偶然的情况下——每100万次大约出现1次，某个字母(碱基)进人了错误的位置。这种情况被称为单一核昔酸多样型(SNP)，也就是生化学家所说的Snip。通常情况下，这些Snips被埋没在非编码DNA链中，并不会对身体产生显著的影响。但是偶尔它们也会发生作用，有可能使你容易感染某种疾病，同时也会带来某种有利的因素——比如更具保护性的肤色，或是增加生活在海拔较高的地区的人的红细胞。这种不太显著的变化不断累积，对人与人和人种之间的差异产生了影响。
在DNA的复制过程中，精确性与差异性必须保持平衡。差异性太多，生物将丧失功能，但差异性太少又会降低其适应性。类似的平衡也必须存在于一种生物的稳定性和创新性之中。对于生活在海拔较高的地方的人，增加红细胞可以使他们活动和呼吸顺畅，因为红细胞能够携带更多的氧气。但是太多的红细胞会增加血液的浓度。用坦普尔大学人类学家查尔斯·威茨的话来说，太多的红细胞使得血液“像石油”。这对心脏来说是一个沉重的负担。因此那些生活在高海拔地区的人在肺活量增加的同时。也增加了心脏患病的可能性。达尔文的自然选择理论正是以这样的方式保护着我们，这也有助于理解为什么我们都如此相似。进化不会使你变得过于独特，你无论如何不会成为新的物种。
从某种意义上讲，所有的生物都是其基因的奴隶。这就解释了为什么鲑鱼、蜘蛛以及其他数不清的生物在交配的同时也走向了死亡。繁殖后代、传递基因的欲望是自然界最强有力的冲动。正如谢尔文·B·纽兰所说：“帝国分崩离析，本我破壳而出，雄伟的交响乐笔下生成，这一切的背后是一种要求得到满足的本能。”从进化论的观点看，性本质上就是鼓励我们将基因传承给后代的一种机能。
科家们好不容易接受了这样一个令人惊讶的事实，即我们DNA的绝大多数不做任何事情。紧接着，更意想不到的研究成果问世了。先是在德国，接着在瑞士，研究人员做了一系列奇怪的实验，其结果让人瞠目结舌。他们将控制老鼠眼睛发展的基因植入到果蝇的幼虫中。他们本来以为会产生某种有趣而怪异的东西，结果老鼠眼睛的基因不仅使得果蝇长出了一只老鼠的眼睛，同时也长出了一只果蝇的眼睛。这两类动物在长达5亿年的时间里分别拥有不同的祖先，但是它们却可以像姐妹一样交换基因。
同样的事情无处不在。研究人员将人类DNA植入果蝇某些细胞中，果蝇最终接纳了它，好像它是自己的基因似的。事实证明，60％以上的人类基因本质上与果蝇是一样的。至少90％以上的人类基因在某程度上与老鼠基因相互关联。(我们甚至拥有可以长出尾巴的同样基因，要是它们依然活跃的话。研究人员在一个又一个的领域中发现，他们不管用什么生物做实验——无论是线虫还是人类——他们所研究的基因基本上是一样的。生命似乎就出于同一张蓝图。
科学研究进一步揭示了一组掌控基因的存在，每一种控制着人体某一部分的发展。这种基因被称为变异同源基因(希腊语“相似”的意思)，或同源基因。同源基因回答了长期以来困扰人们的问题：数以十亿计的胚胎细胞都来源于一个受精卵，并且携带完全相同的DNA。它们怎么知道去往哪个方向，该做些什么一其中某一个变成了肝脏细胞，另一个变成了伸缩性神经元、又有一个变成了血泡，还有一个变成了拍动的羽翼上的光点。原来是同源基因对它们发出了指令。它们对于所有的生物都以同样的方式发出指令。
有趣的是，基因的数量及其组成方式并不一定反映携带它的生物的复杂程度，甚至总的来说不反映。我们有46对染色体，但是有些啮齿动物的染色体多达600多对。肺鱼，所有动物中一种进化最不完整的鱼类，其染色体数是我们的40倍。即便是普通的水螈，其基因数也是我们的5倍。
显然，问题的关键并不在于你有多少基因，而在于你怎样对待它们。人类基因数近来成了人们热烈讨论的一个话题，这是一件好事情。直到不久以前，许多人以为人类至少有10万个基因，也许还更多，但是人类基因工程的第一批研究结果使得这个数字大大缩水。研究表明，人类只有3.5万～4万个基因数相同。这个结果既令人吃惊，又不免有些令人失望。
实际上，我们对近年来的研究结果了解得越多，我们不明了的事情也就越多。实验证明，即便是意念也会对基因的工作方式产生影响。比如，一个男人的胡须长得多快，某种程度上取决于他在多大程度上想到了与性有关的事情(因为想刘与性有关的事情会产生一种睾丸素糖)。20世纪90年代初，科学家甚至作了更为深入的 研究。他们发现，通过破坏胚胎阶段的老鼠的某种关键性基因，这些老鼠出生后不仅很健康，甚至有时比基因未受破坏的兄弟姐妹更健康，结果证明当某种重要的基因被破坏以后，其他的基因会进来填补空缺。对于作为生物的我们来说，这是一个再好不过的消息，但是对于我们了解细胞是怎样工作的却不太有利，因为它增加了我们研究的复杂性，使其成了一个简直是我们才刚刚开始了解的问题。
很大程度上正是这种极其复杂的因素，使得人类基因组工程仅仅处在起步阶段。基因组，正如麻省理工学院埃里克·兰德所指出的那样，就像是人体部位的排列表：它告诉我们我们是由什么构成的，但是却没有说它们是怎样工作的。现在所需要的是操作手册——怎样使它运转起来的指令。这对于我们来说，还是遥不可及的一件事。
因此，当务之急的是破解人类蛋白组——一个非常新的概念，仅仅在JO年前，甚至连蛋白组这个词也不存在。蛋白组是储藏制造蛋白质信息的资料馆。“不幸的是，”《科学美国人》2002年春季刊认为，“蛋白组比基因组复杂得多。”
那个话说得比较婉转。你可能记得，蛋白质是所有生命系统的役马：每个细胞中都有多达1亿计的蛋白质在一刻不停地工作。它们活动的方式是多种多样的，令人无法捉摸。更糟糕的是，蛋白质的行为方式和功能并不像基因那样，仅仅取决于它们的化学性质，而且取决于它们的形状。若要具有正常功能，一个蛋白质必须具备以恰当的方式组合在一起的化学成分，之后还必须折叠成一种非常特别的形状。这里所使用的“折叠”这个词实际上是一种容易引起混淆的概念，仿佛是几何学意义上的齐整的意思，其实并不是这样的。蛋白质卷成的环和盘折成的复杂多样的形状，与其说它们像折叠好的毛巾，倒不如说它们像乱作一团的衣架。
一切可能从一开始就似乎难以想像的复杂，一切在某种程度上也确实难以想像的复杂，但是，所有这一切又都有一条简单的底线，因为生命的运作方式说到底都是一样的。所有赋予细胞生命的细微而灵巧的化学过程——核苷酸的协调一致：从DNA到RNA的信息传递——在整个自然界只演变过一次，而且至今保持得十分完好。正如已故的法国遗传学家雅奎斯?莫诺半开玩笑地所指出的那样：“大肠杆菌如此，大象也是如此，只是更加如此。”
一切生物都是从原先同一蓝图发展起来的产物。作为人类我们不过是发展得更加充分而已——我们每一个人都是一本保存38亿年之久的发霉记录本，涵盖了反反复复的调整、改造、变更和修补。令人惊讶的是，我们甚至与水果、蔬菜十分接近。发生在一根香蕉里的化学反应，和发生在你身上的化学反应约有50％在本质上是一样的。
这句话怎么多说也不会过分：所有生命都是一家。这句话现在是，恐怕将来也将会永远证明是时间最为深邃的真情告白。
时光越是倒流，你赖以降生的人的数量越是增加。仅仅上溯到8代以前。也就是查尔斯·达尔文和亚伯拉罕·林肯出生的时间，这个数目已经超过250人，他们双方的结合决定了你的存在。继续往前推，一直到莎士比亚和“五月花”号清教徒生活的时间，你有不少于16384个祖先，他们彼此的基因交换与组合，最终奇迹般地成就了你。
在20代以前，这个祖先数目已增加到了1048576个。在此基础上再往前推5代，成就你的祖先数不会少于33554432个。而在30代以前，你的祖先的总数——记住，这些数目不包括堂亲、表亲以及其他更远的亲戚，而只是父母一父母的父母一一直到你这一线——已超过10亿(确切地说是1073741824)。而在64代之前，也就是古罗马时期，决定你存在的祖先数将增到约10亿亿，这个数目是曾经在地球上生存过的人的总数的几千倍。
很明显，我们的统计出了一些差错。对于这个问题，正确的解释是——你也许对此感兴趣，你的这一线并不那么纯粹。如果根本没有一定程度上的亲戚的联姻——这种情况实际上是大量存在的，尽管出于遗传的原因小心翼翼地隔一代，你就不会在这里。你这一条线上有几百万个祖先经常会出现这样的情况，你母亲这一边的一个远亲和你父亲这一边的一个远亲结为夫妻。实际上，如果你现在的伴侣是你同一民族、同一国家的人，你们很可能就有着某种血缘关系。如果你在公共汽车上、在公园里、在咖啡屋中，或者在任何一个拥挤的地方环视四周，你所看到的大多数人很可能是你的亲戚。如果有人自吹是莎士比亚或征服者威廉的后代，你可以马上回答他说：“我也是!”无论从字面意义还是从本质来讲，我们都是一家人。
我们也令人惊讶地相似。把你的基因和别的任何一个人对比，它们平均有大约99.9％是相同的，就是它们使得我们都属人类。这千分之一的小小基因差异——用英国遗传学家，最近获得诺贝尔奖的约翰·萨尔斯顿的话说，“每1000个基因中的约1个核苷酸基”就是赋予我们个性的基础。近年来很重视人类基因组结构的研究。其实根本没有单一的人类基因组这种东西。每一个人的基因组都不相同，否则我们就会完全一样。正是我们基因组的不断重组——每个基因组大体上相同，而又不完全相同，使得我们成为现在这个样，既是许多个体。又是一个物种。
但是究竟什么是基因组?什么又是基因?嗯，让我们再从细胞开始吧。细胞内部是一个细胞核，细胞核内就是染色体——一共有46对，其中23对来自你的母亲，23对来自你的父亲。你体内的每一个细胞——它们中的99.9999％——携带同样数量的染色体，只有极少数例外。(这些例外是红细胞、一些免疫系统细胞、卵子和精子细胞；由于不同的组织系统原因，它们不携带完整的基因孢。)染色体包含着一组完整的生成和维持你生命所必需的指令，它们由一长串脱氧核糖核酸，俗称DNA组成。DNA被称为“地球上最非同寻常的分子”。
DNA存在的原因只有一个——生成更多的DNA——你的身体内有很多DNA：将近2米长的DNA挤在差不多每个细胞里。每单位长度的DNA包括32亿个密码字母，足以产生103480000000种组合，用克里斯琴·德迪夫的话说，“无论如何可以确保独一无二的地位。这个概率很大——1的后面加上30多亿个零，“光是印刷这些数字，就要用5000本一般大小的书。”德迪夫解释说。仔细端详镜子中的你自己想一想这样一个事实，你含有1亿亿个细胞，几乎每一个细胞又包含约2米长的挤成一团的DNA，你就会意识到你身上有多少这种东西。如果将你身上所有的DNA连成一条细线，它的长度是地球到月球的距离好多倍。根据一种统计，你身上的DNA总长度达2000万公里。
一句话，你的身体喜欢制造DNA,没有它你就不能生存。然而DNA本身并没有生命。分子也没有生命，但DNA可以说是尤其没有生命。用遗传学家理查德·莱旺顿的话来说，它是“生命世界中最非电抗性的化学惰性分子”。这就是人们在谋杀案调查中能从干涸已久的血迹或精液中，以及能从古代尼安德特人骨骼中提取出DNA的原因。这也解释了为什么科学家花了如此长的一段时间才破译出这样一种看似无关紧要的——一句话，没有生命的——神秘物质，在生命本身中却占据十分重要的地位。
作为一种已知的实体，DNA存在的时间之长超乎你的想象。可是，直到1869年，DNA才由一位任职于德国蒂宾根大学的瑞士科学家约翰·弗里德里希·米歇尔发现。在通过显微镜研究外科手术绷带的脓液时，米歇尔发现了一种他不认识的物质，他给它取名为核素(因为它寄居在细胞核里)。当时米歇尔只注意到它的存在，但核素显然在他的心中留下了深刻印象。23年后，在给他叔叔的一封信中，米歇尔提出，这种分子可能是隐藏在遗传背后的原动力。这是一个极具洞察力的观点，但是这个观点超出了当时的科学要求，因此根本没有引起人们的注意。
在以后的半个世纪的大部分时间里，人们普遍认为，这种物质——现在被称为脱氧核糖核酸或DNA——在遗传中所扮演的充其量是一个微不足道的角色。它太简单了，主要由4个被称为核苷酸的基本物质组成。这就好比一个只有4个字母的字母表。你怎么可能用这区区4个字母编写生命的故事?(答案在很大程度上类同于你用莫尔斯电码的点和划——将它们串连起来——去写一封内容复杂的电报。)就大家所知，DNA根本不做任何事情，它只是静静地待在细胞核中。它可能以某种方式约束染色体，也可能根据指令增加一点酸度，或者完成一些不得而知的其他微不足道的任务。据认为。复杂的东西非得存在于蛋白质之中。
然而，如果将DNA的作用忽略不计，会引发两个问题。首先，DNA数量是如此之多，几乎每个细胞核里都有将近2米长的DNA，显然它在细胞中起着某种非同小可的作用。最重要的是，它在实验中频频露面，犹如一起神秘的凶杀案中的嫌疑人。尤其是在与肺炎球菌和噬菌体[感染性细菌病毒)有关的两项研究中，DNA所扮演的重要角色说明它的角色远远被低估了。实验表明，DNA在制造蛋白质这样对生命至关重要的物质方面起看某种作用，不过人们也很清楚，蛋白质是在细胞核外生成的，与对它们聚合施加影响的DNA相距甚远。
没有人能够弄明白DNA是怎样将信息传递给蛋白质。我们现在知道，是RNA，也就是核糖核酸在这两者中间起到了一种 翻译作用。DNA和蛋白质操的不是同一种语言，这是尽人皆知的生物学的一件很奇妙的事。在将近40亿年的时间里，它们在生命世界种扮演了至关重要的双簧角色，然而它们各自操的是彼此不能相容的密码，就好比一个说的是西班牙语，另一个说的是印第安语。要想相互交流，它们就得有一个翻译，而这个翻译就是RNA。在一种核糖体的化学物质的帮助下，RNA将细胞里的DNA信息以蛋白质所能理解的形式翻译出来并以此作为蛋白质行动的指令。
染色体于1888年被偶然发现，之所以这样命名，是因为它们很容易被染上颜色，因此在显微镜下很容易看到。到了世纪之交的时候，人们明显感觉到它们在传递某些特性中起到了一定作用，但是没有人知道它们是怎样起作用的，甚至有人对它们是否真正起作用也表示怀疑。
实际上，这当然仅仅是开始。即使到了今天，我们对于DNA仍有许多未解之谜。比如说，为什么这么多DNA似乎不做任何事情。你的DNA的97％是由大量没有任何意义的垃圾(Junk)，或生化学家喜欢称之为非编码DNA构成的。只有部分区段掌控着至关重要的指令。这是一些行为古怪、难以捉摸的基因。
基因就是(不过是)制造蛋白质的指令。它们在完成这一工作时尽职尽责。在这个意义上，它们就像钢琴的键，每一个键只能弹奏出一个音调。将所有的键组合在一起，你就能弹奏出各种各样的悦耳的曲调。将所有基因组合在一起，你就能(继续这个比喻)弹奏出一曲伟大的交响乐，这就是人类基因组。
基因组换一种通俗的说法就是一种身体指令的手册。从这个角度来看，可以将染色体想像为一本书的章节，而基因则是制造蛋白质的个别指令。指令中所写的单词被称为密码子，单词中的一个个字母被称为碱基。碱基——基因字母系统中的字母由前面我们提到的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘌呤和胸腺嘧啶4种核苷酸组成。尽管它们的作用极为重要，这些物质全都不是什么稀奇的东西组成。例如，鸟嘌呤就是因为在鸟粪层中大量存在而得名。
正如人人所知道的那样，DNA分子的形状像一个螺旋状的楼梯或扭曲的绳梯：著名的双螺旋结构。
DNA最绝妙的特点在于它可以被复制。
在大多数情况下，我们的DNA都以极其精确的方式进行复制，但是，在非常偶然的情况下——每100万次大约出现1次，某个字母(碱基)进人了错误的位置。这种情况被称为单一核昔酸多样型(SNP)，也就是生化学家所说的Snip。通常情况下，这些Snips被埋没在非编码DNA链中，并不会对身体产生显著的影响。但是偶尔它们也会发生作用，有可能使你容易感染某种疾病，同时也会带来某种有利的因素——比如更具保护性的肤色，或是增加生活在海拔较高的地区的人的红细胞。这种不太显著的变化不断累积，对人与人和人种之间的差异产生了影响。
在DNA的复制过程中，精确性与差异性必须保持平衡。差异性太多，生物将丧失功能，但差异性太少又会降低其适应性。类似的平衡也必须存在于一种生物的稳定性和创新性之中。对于生活在海拔较高的地方的人，增加红细胞可以使他们活动和呼吸顺畅，因为红细胞能够携带更多的氧气。但是太多的红细胞会增加血液的浓度。用坦普尔大学人类学家查尔斯·威茨的话来说，太多的红细胞使得血液“像石油”。这对心脏来说是一个沉重的负担。因此那些生活在高海拔地区的人在肺活量增加的同时。也增加了心脏患病的可能性。达尔文的自然选择理论正是以这样的方式保护着我们，这也有助于理解为什么我们都如此相似。进化不会使你变得过于独特，你无论如何不会成为新的物种。
从某种意义上讲，所有的生物都是其基因的奴隶。这就解释了为什么鲑鱼、蜘蛛以及其他数不清的生物在交配的同时也走向了死亡。繁殖后代、传递基因的欲望是自然界最强有力的冲动。正如谢尔文·B·纽兰所说：“帝国分崩离析，本我破壳而出，雄伟的交响乐笔下生成，这一切的背后是一种要求得到满足的本能。”从进化论的观点看，性本质上就是鼓励我们将基因传承给后代的一种机能。
科家们好不容易接受了这样一个令人惊讶的事实，即我们DNA的绝大多数不做任何事情。紧接着，更意想不到的研究成果问世了。先是在德国，接着在瑞士，研究人员做了一系列奇怪的实验，其结果让人瞠目结舌。他们将控制老鼠眼睛发展的基因植入到果蝇的幼虫中。他们本来以为会产生某种有趣而怪异的东西，结果老鼠眼睛的基因不仅使得果蝇长出了一只老鼠的眼睛，同时也长出了一只果蝇的眼睛。这两类动物在长达5亿年的时间里分别拥有不同的祖先，但是它们却可以像姐妹一样交换基因。
同样的事情无处不在。研究人员将人类DNA植入果蝇某些细胞中，果蝇最终接纳了它，好像它是自己的基因似的。事实证明，60％以上的人类基因本质上与果蝇是一样的。至少90％以上的人类基因在某程度上与老鼠基因相互关联。(我们甚至拥有可以长出尾巴的同样基因，要是它们依然活跃的话。研究人员在一个又一个的领域中发现，他们不管用什么生物做实验——无论是线虫还是人类——他们所研究的基因基本上是一样的。生命似乎就出于同一张蓝图。
科学研究进一步揭示了一组掌控基因的存在，每一种控制着人体某一部分的发展。这种基因被称为变异同源基因(希腊语“相似”的意思)，或同源基因。同源基因回答了长期以来困扰人们的问题：数以十亿计的胚胎细胞都来源于一个受精卵，并且携带完全相同的DNA。它们怎么知道去往哪个方向，该做些什么一其中某一个变成了肝脏细胞，另一个变成了伸缩性神经元、又有一个变成了血泡，还有一个变成了拍动的羽翼上的光点。原来是同源基因对它们发出了指令。它们对于所有的生物都以同样的方式发出指令。
有趣的是，基因的数量及其组成方式并不一定反映携带它的生物的复杂程度，甚至总的来说不反映。我们有46对染色体，但是有些啮齿动物的染色体多达600多对。肺鱼，所有动物中一种进化最不完整的鱼类，其染色体数是我们的40倍。即便是普通的水螈，其基因数也是我们的5倍。
显然，问题的关键并不在于你有多少基因，而在于你怎样对待它们。人类基因数近来成了人们热烈讨论的一个话题，这是一件好事情。直到不久以前，许多人以为人类至少有10万个基因，也许还更多，但是人类基因工程的第一批研究结果使得这个数字大大缩水。研究表明，人类只有3.5万～4万个基因数相同。这个结果既令人吃惊，又不免有些令人失望。
实际上，我们对近年来的研究结果了解得越多，我们不明了的事情也就越多。实验证明，即便是意念也会对基因的工作方式产生影响。比如，一个男人的胡须长得多快，某种程度上取决于他在多大程度上想到了与性有关的事情(因为想刘与性有关的事情会产生一种睾丸素糖)。20世纪90年代初，科学家甚至作了更为深入的 研究。他们发现，通过破坏胚胎阶段的老鼠的某种关键性基因，这些老鼠出生后不仅很健康，甚至有时比基因未受破坏的兄弟姐妹更健康，结果证明当某种重要的基因被破坏以后，其他的基因会进来填补空缺。对于作为生物的我们来说，这是一个再好不过的消息，但是对于我们了解细胞是怎样工作的却不太有利，因为它增加了我们研究的复杂性，使其成了一个简直是我们才刚刚开始了解的问题。
很大程度上正是这种极其复杂的因素，使得人类基因组工程仅仅处在起步阶段。基因组，正如麻省理工学院埃里克·兰德所指出的那样，就像是人体部位的排列表：它告诉我们我们是由什么构成的，但是却没有说它们是怎样工作的。现在所需要的是操作手册——怎样使它运转起来的指令。这对于我们来说，还是遥不可及的一件事。
因此，当务之急的是破解人类蛋白组——一个非常新的概念，仅仅在JO年前，甚至连蛋白组这个词也不存在。蛋白组是储藏制造蛋白质信息的资料馆。“不幸的是，”《科学美国人》2002年春季刊认为，“蛋白组比基因组复杂得多。”
那个话说得比较婉转。你可能记得，蛋白质是所有生命系统的役马：每个细胞中都有多达1亿计的蛋白质在一刻不停地工作。它们活动的方式是多种多样的，令人无法捉摸。更糟糕的是，蛋白质的行为方式和功能并不像基因那样，仅仅取决于它们的化学性质，而且取决于它们的形状。若要具有正常功能，一个蛋白质必须具备以恰当的方式组合在一起的化学成分，之后还必须折叠成一种非常特别的形状。这里所使用的“折叠”这个词实际上是一种容易引起混淆的概念，仿佛是几何学意义上的齐整的意思，其实并不是这样的。蛋白质卷成的环和盘折成的复杂多样的形状，与其说它们像折叠好的毛巾，倒不如说它们像乱作一团的衣架。
一切可能从一开始就似乎难以想像的复杂，一切在某种程度上也确实难以想像的复杂，但是，所有这一切又都有一条简单的底线，因为生命的运作方式说到底都是一样的。所有赋予细胞生命的细微而灵巧的化学过程——核苷酸的协调一致：从DNA到RNA的信息传递——在整个自然界只演变过一次，而且至今保持得十分完好。正如已故的法国遗传学家雅奎斯?莫诺半开玩笑地所指出的那样：“大肠杆菌如此，大象也是如此，只是更加如此。”
一切生物都是从原先同一蓝图发展起来的产物。作为人类我们不过是发展得更加充分而已——我们每一个人都是一本保存38亿年之久的发霉记录本，涵盖了反反复复的调整、改造、变更和修补。令人惊讶的是，我们甚至与水果、蔬菜十分接近。发生在一根香蕉里的化学反应，和发生在你身上的化学反应约有50％在本质上是一样的。
这句话怎么多说也不会过分：所有生命都是一家。这句话现在是，恐怕将来也将会永远证明是时间最为深邃的真情告白。