病毒的结构 科学网—传染性蛋白的负面和正面（一） 打破分子生(2)

由于RNA和DNA一样，都是核酸，化学结构极其相似，它们之间也可以进行碱基配对，所以储存在RNA分子中的信息可以反向流回DNA，即以RNA为模板合成DNA。这个过程叫“反转录”（reverse transcription），意思是把以DNA模板合成RNA的转录过程反过来。同理，RNA也可以用自身为模板，合成RNA，使得含RNA的病毒能够复制自己的RNA。所以RNA和DNA一样，所含的信息是可以输出的。

但是蛋白质分子就不一样了。蛋白质分子中氨基酸的序列，像DNA分子中脱氧核苷酸的序列一样，也含有信息，而且和DNA中编码部分的信息是等价的（因为二者有对应关系），但是这样的信息不能被生物所读取而加以利用，也就是蛋白质分子中的信息不能被输出，例如不能将蛋白质分子中包含的信息反向转变为RNA分子中的核苷酸序列，或者DNA分子中的脱氧核苷酸序列。而且和DNA和RNA能够以自身为模板复制自己不同，蛋白质分子也不能以自身为模板，合成新的蛋白质。

从理论上讲，把蛋白质分子中的氨基酸序列变回DNA中的脱氧核苷酸序列还是有用的，例如某个基因发生了突变，或者被删除，如果原先合成的蛋白质还在，编码基因的信息也就还在，原则上是有可以从这些蛋白质的氨基酸序列再“造出”mRNA分子中的核苷酸序列，或者DNA分子中脱氧核苷酸的序列的，这样受损的基因就有可能被修复。这个过程相当于产品设计书丢失时，如果产品还在，是有可能从产品的结构再写出设计书的。具体步骤可以把核糖体中mRNA分子指导合成蛋白质的步骤反过来，比如让能够“认识”氨基酸的转移RNA（tRNA）用“反密码子”指导mRNA的合成。但是这样做要遇到大量的困难和问题，带来的“麻烦”和“代价”多于“好处”，所以从“中心法则”被提出后的几十年中，信息从蛋白质分子流回mRNA分子或者DNA分子的机制还没有被发现，或许根本就不存在。同样，蛋白质分子用自己做模板，合成和自己相同的蛋白质（即蛋白质在没有DNA和mRNA的情况下自我复制）的机制也没有被发现，或者也根本不存在。所以克里克的“中心法则”仍然是基本正确的。

DNA中的另一类信息不是为蛋白质编码，而是作为基因的“开关”，这些信息序列结合控制基因表达的蛋白分子，决定基因在什么时候，什么地方被“打开”，输出信息，合成RNA和蛋白质。

DNA分子储存的这两种信息对于生命都是必需的。没有为蛋白质编码的信息，蛋白质无法被合成，没有基因的“开关”，就不能根据需要在不同的时间和环境条件下合成不同的蛋白质。这两种信息在生物繁殖时会传给下一代，在那里输出信息，指导下一代生物的生命活动，因此DNA中储存的信息又叫做“遗传密码”。而蛋白质分子中的信息既然不能再输出，蛋白质也就不能作为遗传物质，把生物的信息传给下一代。

由于这个原因，引起传染病的生物，无论是细菌、病毒、还是真核生物（例如疟原虫），都必须含有DNA或者RNA（对某些病毒而言），否则这些生物在寄主中就无法繁殖。蛋白质由于不能将自身的信息输出而合成DNA或者复制自己，在理论上是不可能引起传染病的。

但是这样的预期在上个世纪90年代被意外地打破了，这就是单纯由蛋白质引起的传染病“疯牛病”和“痒羊病”。

疯牛病和痒羊病是通过蛋白质传染的疾病

1986年，英国报道了一种传染病病，叫牛海绵状脑病（Bovine spongiform encephalopathy，BSE），俗称“疯牛病”。十几万头牛受到感染，被感染的牛中枢神经系统发生病变，脑中出现海绵样空洞、病牛行为反常、步履不稳、对触摸非常敏感、消瘦，最后死亡。追查牛疯牛病传染的路线，发现是因为欧洲一些国家用牛屠宰后废弃的组织和骨头制成饲料再用来喂牛，叫做“肉骨粉”（Meat and Bone Meal），疯牛病得以通过肉骨粉传染给健康的牛。

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