本篇要说的，是一个二十亿年前，真核细胞的祖先如何依靠“围墙”打赢“第一次丧尸危机”的故事。

真核细胞的象征

初中生物就学过细胞的结构，动物细胞结构主要有细胞核、细胞质、细胞器、细胞膜。由这些结构组成的细胞是真核细胞，之所以叫这个名字正如字面上的意思——这些细胞都有细胞核。

真核细胞的出现于大约15~20亿年之前，它们是进化史中最重要的一步，因为突破了细菌的体积限制，它们可以长得非常大，平均来说是细菌的1万~10万倍，拥有了充裕的空间之后，细胞才得以大展身手，进化出复杂的细胞器和功能，而高度复杂的功能使协作成为可能，多细胞生物的出现也依赖于此；世界上所有的复杂生命都是由真核细胞组成的，人类当然也不例外，这是生命第一次跃升的基础。

当我第一次知道真核细胞的出现源于一次偶然——一枚古菌吞下了一枚细菌之时，我想当然地认为那枚细菌是细胞核。但是随后我就了解到，其实被吞的可怜细菌是线粒体，当然后来还吞下了一些可以光合作用的蓝细菌，也就是叶绿体的原型。

不过这与细胞核都没有关系，细胞核是一个特殊结构，它既非继承自古菌也非继承自细菌，完全是真核细胞出现后才进化出的，也就是说它有必须存在的意义，那么这个意义到底是什么呢？

细胞核之迷

这个难题目前还有一定的争议性，但是有一种猜想的可能性较高，我们似乎可以从其中窥探到可怕的、真核生命最初的“丧尸危机”。

首先让我们来认识一下细胞核——我们都知道这是一个包裹着DNA的球形结构。细胞核的外层并不是一个完全独立的结构，本质上来说它是内质网的一部分，多数细胞核还保持着与内质网的连接。也就是说细胞核在进化上是来源于内质网的变形，它的表面存在着数量很多的核孔方便与细胞质进行物质交换，也就是将信使RNA释放到细胞质中合成蛋白质。

细菌不仅没有细胞核，就连DNA也与真核生物的不同，细菌的DNA通常是环状的。但是真核生物则不同，正如我们所知人类有24对染色体，DNA都是断成一节一节的。

更有意思的是我们自认为理应更高级的真核细胞DNA其实利用率非常低，细菌的DNA非常精炼，没有多余无用的信息，几乎每个基因都有实际用处；但真核细胞则显得非常怪异，绝大多数都是从来不会表达的DNA，这在初中生物中也有学过，叫“内含子”，人类的DNA长链中高达98.5%都是“内含子”！

人类常常惊叹于生命的精致与优雅，自然总是会在一些精妙的地方表现出实用与美感的完美结合，所以早期生物学家虽然不知道内含子是干什么用的，但是他们相信这一定有不为我们所知的特别用处，可能其中就藏着我们胜过细菌的关键。当年我们的生物老师是这样说的——这些多余的DNA是用来缓冲突变的，因为多数突变是有害的，如果发生在外显子中对生物生存就会很不利，所以需要大量的内含子来缓冲。

当年的我虽然小，但是却对这种说法感到奇怪——突变是概率事件，无论塞多少无用的基因进去也不可能减少有用基因的突变，每两个碱基之间的突变是不会相互影响的。

事实证明，当年的我虽然没有站起来大声质疑老师，但确实猜对了，内含子并不是用来应对突变的，事实上它们一开始的出现根本不是进化所需（但现在确实有用），而是一次可怕的“丧尸围城”，肆虐在我们基因组中的“丧尸基因”疯狂地复制着自己，而它们就是内含子的来源了。

生命史上的第一次丧尸危机

这里所说的“丧尸基因”倒不是说它会让生物体变在丧尸，而是说它们有一种非常糟糕的、类似丧尸的特征——无限增殖。

这个基因的出现很可能是一个偶然，而且它也没有什么如你们想象中的特别能耐，说起来甚至有一点好笑，只是因为它可以“剪自己”而已。

DNA的工作第一步当然是转录成RNA，但是“丧尸基因”转录出的RNA却不一样，它不会像其他RNA一样老实地去翻译蛋白质，而是会自发地折叠成一个形状，这种变成后的RNA具备了一种特殊的化学活性，它可以把自己的母亲，也就是“丧尸基因”从DNA链条上剪下来。剪下来的“丧尸基因”会与细胞中游离的碱基配对，复制自己，然后再偷偷地整合到其它DNA链条上。

这样一来，不需要多久，DNA链条上就会到处都是“丧尸基因”，这些基因什么活也不干，只是不断地增殖增殖，将整个基因组搞的乌烟瘴气。我们真核生物的基因之所以是一段一段的，就是拜“丧尸基因”所赐，给剪断了导致的。人类基因组里有一半都是“丧尸基因”或者它们突变失去功能的“遗体”，平均每个基因中都有三个“丧尸基因”，有死有活。

借刀杀人之计

当然，真核细胞也不可能毫无对策，对付“丧尸基因”的最好方法就是以毒攻毒。细胞中出现了一种特殊的蛋白质，可以将“丧尸基因”产生的“RNA剪刀”包裹起来为我所用，在每次转录后都将那些不需要的基因产生的RNA片断剪下来丢掉。

但是这里存在一个问题——这把剪刀似乎不够锋利，它在剪RNA时所消耗的时间不短，但是核糖体翻译RNA的速度却特别快。如果它们都是混在一起的话，还没等“RNA剪刀”去除多余的部分，有问题的RNA就已经被翻译成有问题的蛋白质了！

这也就是细菌对于“丧尸基因”零容忍的原因了，这东西一但出现在细菌体内就一定会完蛋，几乎所有的细菌都没有被“丧尸基因”感染。

画地为牢之法

真核细胞呢？这可能就是细胞核存在的原因：一个十分简单粗暴的方法解决问题——把核糖体与问题RNA分开。

这样就有充足的时间减掉问题RNA上的错误部分了，修整好的RNA穿过核孔再与核糖体相遇，就能正常工作了。

这样，真核细胞通过“借刀杀人”与“画地为牢”，成功解决了第一次“基因丧尸危机”。

大难不死必有后福

危机解决后我们甚至还有一些意外收获，不再为害的内含子给真核生物带来了两个好处：

其一是无用基因在被剪刀开时偶尔也可以部分参与蛋白质的合成，这就像是一个不断创新的厨师尝试着更多的滋味组合。正因如此，人类仅有的2.5万个基因竟然可以合成多达6万种蛋白质。

其二是变得巨大的基因组让细胞生化活动减速，减速其实是一件好事，不仅可以延长细胞生命，还让细胞开始积攒DNA和基因，有机会和余力探索更广大的复杂性。

这就是细胞核的故事，一个大战丧尸因祸得福的故事。

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