编码产生的进化
——Evolution Since Coding
作 者:Zachary F Burton
出 版:academic press
索 书 号:Q111/B974/2018/Y
I S B N :9780128130339
藏书地点:武大外教中心
核糖核酸(RNA)存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传载体,RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和碱基构成。RNA的碱基主要由4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶。其中,U尿嘧啶取代了DNA中的T而成为RNA的特性碱基。
公众对进化论与神论的探讨,并不比公众与一位石油高管讨论人为造成全球变暖和海洋酸化更具有启发性。事实上,进化论并不比手表或者蒸汽机更反宗教,进化论使得神变得更不可必要,至少对地球上生命的起源来说是不必要的。
这本书《编码产生的进化》融合了RNA的结构和功能、蛋白质结构和功能、RNA合成、蛋白质合成代谢和系统基因组学。转录(RNA合成)系统类似于一个卢比哥德堡结构与似乎无穷无尽的附加补偿,进化使原本无法理解的转录系统变得更加有意义。翻译(蛋白质合成)系统包括了一个具有独特历史的卢比哥德堡陷阱。转移RNA的进化提供了故事的核心,并使翻译系统的概念意义、代谢的进化是是概念化的。一个简化的进化描述可能是一个有用的补充。
地球上生命的三大生物(古细菌、细菌和真菌)的进化可以归结为一个有意义的工作模型:大多数亚单位RNA聚合酶是转录进化和分化的三个领域,其一般转录因子真核生物的复杂性是古菌和细菌融合的结果。许多原核生物基因组形成真核生物的冲突以可理解的方式产生了复杂的器官。
《编码以来的进化》(2017年)是《创世纪》(编码产生的进化)的最新版本,从科学的角度编写。作者没有试图全面的描述生命的化学合成,同时也在很大程度上避开了细胞能量学和细胞内器官功能和能量生成系统的封装等核心问题。相反,作者通过阅读遗传密码、蛋白质和RNA结构/功能来描述生命系统进化。遗传密码是保存下来的地球上生命进化的书面历史。作者写这本书是因为他花了一生的时间研究转录系统。从人类的角度来看,这些系统似乎复杂的让人困惑,RNA合成系统具有无穷无尽的附加功能和补偿功能,似乎是进化设计的遗留物。因此,从进化的角度来看,过于华丽的RNA合成系统更有意义。进化是由系统发育、蛋白质合成和RNA结构/功能的合成而来,因此RNA聚合酶、一般转录因子、基因特异性转录因子和启动子简化为简单的工作模型。值得注意的是,地球上的生命打破了一个简单的从蛋白世界到DNA及基因组世界。
由LUCA向古细菌和细菌分化,再由古细菌和细菌融合生成真核生物,对转录系统和分析为这些转变提供了依据。
tRNA是一种标志性的分子,也是生物化学课程的第一课,作者尝试解开tRNA之谜,将tRNA演化为翻译系统的演化过程提供了一个概念性的工作模型。与转录系统类似,tRNA是一个简单的迭代、折叠过程,在本书中是内部对称的RNA处理过程。
如果你了解转录和翻译,你就开始了解RNA蛋白的世界,如果你了解逆转录病毒复制,你就会进入CUA和第一个由DNA基因组的细胞。如果你了解RNA聚合酶、一般转录因子和启动子,你就会了解古生菌和细菌的差异,如果你知道真核生物的进化,你就知道很多生物学知识。
《编码产生的进化》描述了新陈代谢、转录、翻译、细胞结构,真核复杂性、LUCA(普遍承认的细胞祖先)、古菌和细菌的巨大差异、LECA(最后的真核共同祖先)、灭绝和癌症发生的方式非常简单。读者以概念的方式理解生命系统及其演化,并有权在基于计算机的生物学中利用功能强大但可访问的工具。
本书的作者Burton博士自1987年以来一直担任密歇根州立大学教授,同时也是生物化学与分子生物学系本科教育主任,以及密歇根州立大学伯顿实验室的主要研究员。他的研究主要是RNA聚合酶机制和转录和翻译系统的古老进化,并在其上发表了多篇论文。他对核心蛋白质和DNA序列中的生命的起源、、分歧和复杂性感兴趣。
本书对许多对于在进化生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、细胞生物学、微生物学领域的研究者、科学家、生命科学的学生,都可以作为一个基础读物。这是一本跨学科的书籍,超越了生物学本身。这本书的易读性让它更适合推荐给学生和教育工作者,本书同时也可以作为大学课程的补充。除此之外,本书还具有以下特点:
1、具有权威性和时效性。《编码产生的进化》涵盖了大量RNA转录、编码等相关的专业知识和解决,作品的作者是生物学、细胞学、基因组学等领域长期的教学和研究学者,因此书本具有较大的权威性。同时,由于关于生物学的内容更新换代很快,很多内容可能仅限于编书的当时,随着时代的发展有了更多的补充,因此,本书内容具有时效性。
2、层次鲜明,脉络清晰。《编码产生的进化》共有分为两大部分,将书本的内容按照时间顺序非常清晰的编排出来,具有鲜明的层次和清晰的脉络。
3、语音简洁有趣,便于理解。书本中运用了大量的通俗易懂的文字来描写,因此这种书写方式使整本书更具有可读性、趣味性。
4、编排紧凑。该书在每一章开头都以提要和简介引入本章要讲的主要内容作为这一章的提纲挈领,并在章节末尾处对内容进行总结,并给出了关键词的解释,帮助读者对书中内容和概念进行归纳梳理,并自主进行扩展阅读。
总的来说,《编码产生的进化》为学生、指导教师和研究人员提供了生物进化学的相关信息。章节中包含转录因子、蛋白质、DNA等相关物质的研究说明。是希望了解由于编码而带来的进化相关的理论知识的高级本科生、研究生和其他领域的研究学者的理想文本。
目录
第一章
大问题
第二章
本书是关于什么的
第三章
缩写
第四章
分子附表
第一部分
第五章
进化作为一个布娃娃的问题1
第六章
进化作为一个布娃娃的问题2
第七章
最好的艺术
第八章
智慧设计
第九章
多聚体
第十章
乐高生命
第十一章
α/β蛋白
第十二章
α/β蛋白折叠的必然性
第十三章
生物学中的进化让我们想问为什么
第十四章
进化不是反宗教的
第十五章
生物学中的计算者
第十六章
基因调控的旧约和新约
第十七章
进化作为一个布娃娃的问题3
第十八章
多亚基的RNA聚合酶书1
第十九章
多亚基的RNA聚合酶书2
第二十章
生命的化学合成
第二十一章
RNA世界
第二十二章
核糖体
第二十三章
RNA蛋白世界
第二十四章
RNA转移
第二十五章
地球上三个区域的生命和科学的工作假设
第二十六章
LUCA
第二十七章
通用转录因子跟启动子
第二十八章
古生菌
第二十九章
细菌
第三十章
沼气和氧气
第二部分 基因调控的新约
第三十一章
LECA
第三十二章
真核生物的多亚基RNA聚合酶,通用转录因子和CTD
第三十三章
真核生物的系统基因组学
第三十四章
植物
第三十五章
三叠纪大灭绝
第三十六章
侏罗纪大灭绝
第三十七章
白垩纪大灭绝
第三十八章
古新纪的大升温
第三十九章
启动子周边暂停和CTD互作组
第四十章
人类进化
第四十一章
人类癌症
第四十二章
同源模型和冷冻电镜
第四十三章
人类灭绝
第四十四章
进化对抗信仰
第四十五章
生物学概念
第四十六章
其他书籍和学习
(武汉大学生命科学学院
王鑫)