生命基因

遺傳基因工程是近年來相當熱門的話題,尤其是複製羊「桃莉」 (Dolly)的成 功更造成舉世矚目的焦點，而實驗成功基礎就在於 1953 年由 Watson 及 Crick 發現 的 DNA 雙股螺旋結構，進而將生物及物理化學結合所發展出來的分子生物學技 術。

分子生物學上最大的突破就在於基因的轉殖﹔「基因」遺傳的單位,負責蛋白 質合成，決定了所有生物的一生命運以及生物物種的未來。而基因是由 DNA 組 成，也就是「去氧核糖核酸」的化學結構，因為這個重大的發現使的我們的基因 可以像一般建築一樣，能夠隨意的增減以及改造細胞核內的基因。也因為能夠準 確的切割基因，所以基因的片段可以加以修正。

將基因工程的觀點帶到組織文化變遷的研究上最初的動機就在於基因工程中 基因切割，植入的部分正好與組織中異常部分進行修正，因此本研究就是根據上 述的觀點提出組織的指標。

以生命力的觀點提出組織永續經營理念;其次，對本研究所採用的觀點---「基 因工程」的理念作初步的介紹，藉此導論出以基因的觀點達到組織永續經營的領 先指標。

基因是遺傳的單位，負責蛋白質的合成，也決定了所有生物的一生命運以及 生物物種的未來，而基因則是由 DNA 所組成。

人類的三萬個基因疏密不一的分佈在染色體上。人類基因體計畫研究的對 象，是 22 個染色體、X 、Y 、和粒線體 DNA ，這 25 個分子共 31 億對核苷酸。

DNA的基本構造:核苷酸

RNA

核苷

醣

鹼基

去氧核糖

核糖

TCGA

UCGA

比起老鼠 27000~30000 個基因，線蟲 19700 個基因，果蠅約 13600 個基因，

人類 30000 個基因怎麼夠用?原來細胞在核誠信使 RNA 時有一種剪接機制，可以 讓一個基因不只製造一種蛋白，因此 30000 個基因就可以製造種類達幾十倍的蛋 白了。

大部分著名的生物學家及化學家在 James 與 Watson 發現 DNA 結構前,都認為 除了蛋白質外，沒有其他物質有可能包含完整描述人體構造與功能的訊息，因為 一個能包含這麼多訊息的分子必定很龐大且多變；換言之，一定是非常複雜的，

而蛋白質會被認為是訊息傳送者是因為它們是由許多的氨基酸單位所組成，排列 的順序又是那麼複雜直到今日仍不能詳細列出。蛋白質中有 20 種氨基酸,而這些氨 基酸以不同方式結合，每一種組合都代表了一種特別的蛋白質，這就是為甚麼氨 基酸會被認為可能是訊息傳送的原因。之後發現到細胞中的細胞核也包含了一種 核酸,但它的構造似乎不太簡單，是由一種簡單的五碳糖、磷酸、以及四種氮基叫 做 adenine,guanine,cytosine 與 thymine。不過當初發現時認為這種 DNA 的作用在 於維持核內蛋白質的位置，或只是再細胞分裂時加強染色體而已。

遺傳物質最明顯的特質就是他攜帶信息並且能夠複製。Watson 和 Crick 的模 型解釋了 DNA 分子如何執行這兩項功能，當 DNA 複製時，這兩條鍵分開，各自 形成一條新的互補鍵，然後每半邊鍵又找到另一半形成新的 DNA ，這種複製法，

稱之為半保留複製。

細胞在合成信使 RNA(messenger RNA,mRNA)時有一種剪接機制，可以讓一 個基因不只製造一種蛋白，因此三萬個基因就可以製造種類達十幾倍的蛋白了。

剪接機制讓一個基因在轉錄成 RNA 再轉譯成蛋白的過程中，可以挑選中的 一部分表現序列進行轉譯。例如一個基因含有五個表現序列 12345，在基因的鑰匙 結合到 DNA 以後，啟動子被開啟，即可召換轉錄機器，把基因轉錄成包含表現序 列及插入序列的原 RNA；由於插入序列裡面暗藏剪接的指令，在外來信息的調節 之下，會選擇原 RNA 一部分表現序列接合成真正的 mRNA，可能是 1-2-4，也可 能是 1-2-3-5 等等。

以食譜為例，假設一份牛肉麵的食譜分成幾個段落，例如(1)取多少麵條；(2) 煮多久；(3)加多少牛肉湯；(4)加多少牛肉；(5) 加多少青菜及調味。這份食譜完 全表現是牛肉麵，但是也可以選擇 125 作成乾麵，或 1235 作成牛肉湯麵，悉看顧 客需求。所以一份食譜不是一道菜而已，不同的料理可以共用一份食譜；一個基 因也不只是一個蛋白，外來因素的調節就向顧客需求，可以決定基因表現，不僅 決定產品的種類，也決定產量。

言歸正傳，經過剪接後三萬個基因可以產生十萬種蛋白。經過轉譯後的修飾 (如蛋白解離、磷酸化，或醣化作用等等)，就可以產生約一百萬種人體蛋白。

在組織生命力與領導行為之概念性關係架構(梁馨科凌孝綦 2007)文中提出生 命基因三大因子基因有三大類：生長因子、護衛因子以及抑制因子。生長因子是 一種學習與成長的能力。護衛因子是一種應變、新陳代謝的調適能力。抑制因子 是一種執行管控的能力。生命基因，不論其染色體是如何組成。生命基因的功能，

不外乎成長因子、抑制因子或護衛因子。正如前面所描述護衛因子如同生命體與 外部環境的免疫系統或防護系統，確保基本生存能力。在保護生存的前提下，成 長因子幫助生命體學習成長與發展。面對妨害生存或生長的負面因素或病毒，抑 制因子展開抑制功能。

2.5.1 生長因子

生物體之組織細胞的增殖在正常生理狀態時受生長因子所控制，生長因子 通過一系列細胞的信息傳遞路徑告知細胞何時進行分裂增生。由癌基因突變所形 成的細胞卻失去了這一系列的調控機制，從而進行無限制的細胞異常增生及誘發 癌症的形成。而研究結果顯示：形態及複雜程度差異極大的生物，如果蠅與人類，

其細胞內機制，特別是信息傳遞路徑及其調控機制卻十分相似，因此，這一發現 大大地鼓舞了科學家們利用低等的生物來研究複雜的生命現象。

我們簡要介紹了當科學家們從果蠅的遺傳學研究中推斷出，致癌物可能是 通過誘導生物體發生基因突變，從而誘發癌症。接下來，人們更想知道的是，這 些基因突變是如何導致癌症發生的？在生物體內受到癌症影響的基因原來之正常 功能是什麼？為了回答上述問題，我們有必要先暸解一下正常生物體內細胞是如 何控制細胞增殖及細胞是如何接受處理外來信息的。

當我們用培養皿培養某一生物體組織細胞時，如果培養液中只加入細胞正 常代謝不可或缺的成份，如糖類、氨基酸及維生素等養分時，我們可以發現所培 養的細胞只會一直靜靜地躺在培養皿底部，而不會發生細胞的生長增殖。但是如 果在培養液中加入血清，細胞就開始進行分裂增殖，這是因為血清中含有生長因 子的緣故。在正常的生物體組織中，細胞的生長與分化受細胞之外在因子所控制。

正常細胞要增殖非有生長因子的刺激不可，細胞絕對不會因細胞本身的意願而生 長，如果沒有生長因子的刺激作用，正常的細胞會脫離生長週期，進入一個靜止 的或者稱為休眠的 G0 期，當有外來生長因子刺激時，細胞脫離 G0 期而進入一個 新的生長週期。重要的生長因子有血小板衍生因子、生長激素及胰島素等。

那麼生長因子是如何作用於標細胞的呢？生長因子作用於標細胞時因其釋放與作 用的部位不同可分為如下幾類︰如果生長因子與標細胞在生物體內相隔的距離較 遠，生長因子釋放後要經過血液循環輸送到特定的組織細胞，那麼這樣的系統我 們稱為內分泌系統，其生長因子又可稱為激素；某些生長因子其發揮作用的地方 是分泌細胞鄰近的其他細胞，那麼這樣的系統可稱為旁分泌系統；另有一類生長 因子直接作用於分泌細胞本身，此系統稱為自體分泌系統

因此，細胞的增殖受生長因子所控制，但若癌基因啟動細胞的轉化而不考慮 其他細胞的死活，則為癌症造成的因子之一。

2.5.2 抑制因子

DNA 轉錄的過程本身就是一種基因調控的方式。研究發現 RNA 聚合脢在 轉錄的過程中，可以抑制鄰近基因的表現。 一般而言在基因表現時，是先由 DNA 轉錄產生 RNA，再由 RNA 轉譯產生蛋白質。但仍然有許多的基因雖然不產生最 終的蛋白質，其 RNA 卻仍然被轉譯出來。這些基因有的是為了產生具有功能性的 RNA，例如：rRNA、tRNA、microRNA。但是其他無緣無故被轉錄的基因呢？過 去科學界認為這是 RNA 聚合脢偶然發生的『失誤』。然而這些過去認為毫無意義 的轉錄工作，目前似乎有了新的詮釋。

哈佛大學醫學院由 Fred Winston 所帶領的研究小組，觀察酵母菌中絲胺酸

（serine）生合成酵素 SER3 的基因表現，發現在絲胺酸缺乏的環境中，轉錄因子 可以進入 SER3 的啟動子（promoter），成功地轉錄出 mRNA。但若是在絲胺酸不 虞匱乏的環境下，轉錄工作就會由上游的 SRG1 基因開始，並且跨過 SER3 的啟 動子。RNA 聚合脢進行在進行轉譯工作時，由於佔據了 SER3 的啟動子，在空間 上構成立體阻礙而妨礙了轉錄因子的進入，因而抑制了 SER3 基因。

以往這些不產生蛋白質的轉錄工作，大多是為了生產具有生物活性的 RNA。但是 Fred Winston 等人發現的現象，其轉錄出來的 RNA 序列並不具重要性，反而是靠 轉譯本身的過程來調控基因表現，因此，抑制因子扮演著煞車調控的角色如腫瘤 抑制基因。

2.5.3 護衛因子

已知在高等動物的基因組裡面存在有大量的無用序列。傳統上認為是演化 所留下的遺骸，隨著演化的過程累積而增加。但是這項研究顯示，部分『無用基 因』的轉錄，可能是為了要調控其他基因的表現。這些看似無用的基因序列，或

已知在高等動物的基因組裡面存在有大量的無用序列。傳統上認為是演化 所留下的遺骸，隨著演化的過程累積而增加。但是這項研究顯示，部分『無用基 因』的轉錄，可能是為了要調控其他基因的表現。這些看似無用的基因序列，或