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第1322章 基因编码（第1页）

现代的程序语言都是由英文字母编写，碱基序列更像汉字中的偏旁部首，腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘧啶、胸腺嘧啶五种不同碱基按一定规则反复排列，就形成了一个个功能不同的基因。

不同的基因不仅是遗传编码，还是包含细胞制造对应蛋白质的原始模具，按照这个模具就可以找到一个个不同功能的氨基酸，将氨基酸拼接成肽链，肽链拼接到一起就组成了功能不同，种类繁多的蛋白质，这些不同功能的蛋白质就是组成地球生物的最主要材料。

基因就是按照一定规则编码的碱基序列组合，基因的长度可以有很大的变化，最小的由几十个碱基对组成，最大的可以包含超过二百万碱基对。

人类基因的平均长度约为两万七千个碱基对，短的几百，长的过百万。

细菌的基因相对的都比较短，平均只有一千个碱基对，当然也会有少数很长的基因。

基因中的碱基序列通常分为两大部分，编码区和非编码区。

编码区的长度从几十个碱基对到几千个碱基对不等，主要作用就是定义组成蛋白质的氨基酸序列，就是蛋白质生产的模板。

非编码区包含的就是基因中编码区以外的部分，包括多种功能调控元件，如启动子、增强子、沉默子、终止子、内含子等等，这些元件在基因表达的调控中起着关键作用。

高级生物的基因序列很长，主要原因就是多细胞生物体组织结构复杂，非编码区需要编写复杂的功能组件，设定基因表达的各种条件，在需要的时刻启动编码中的蛋白质制造。

细菌只有一个细胞，组织结构简单，主要依靠强大的繁殖能力和庞大的群体适应性生存，因此基因非编码区都比较简单。

人类这样的高级动物漫长的进化历史中，很多过去有用的基因功能因为不适应当时的环境都沉默了，但是遗传物质中仍然传承着过去的那些碱基序列，两万五千多基因中，当前能识别出来的只有两万左右，三亿多碱基对中有大量都是无效的碱基。

曾凡的目标是改造出一种特殊的菌群，可以在血液中生存，进入心脏后自动驻留，靠群体功能检测心脏的缺陷或者畸形部位，进入心肌细胞内部，自动释放相应催化酶，催化缺陷部位的心肌细胞定向增殖发育，增生部位的细胞自动收缩或者启动凋亡程序，达到治疗的目的。

这种细菌自身的结构不需要太复杂，体积也不需要太大，但是遗传物质中要包含这些心肌细胞催化酶的基因，还要有能检测心脏缺陷的基因，这些基因都要有复杂的非编码功能区，曾凡想要实现的检测和治疗的目的要靠这些精确调控完成。

单一的订制细菌很难完成这么复杂的任务，曾凡采用的同样是分布式方案，整个菌群分工协作来完成任务，即便个别细菌损失或者失败，也不影响任务整体进度。

按照一个软件需求来定义功能，曾凡有了这段时间治疗上百例先天心脏病的经验，实现这部分功能的编码并不难，真正难的是把碱基对按照他设定的顺序重新排列。

在电脑输入代码耗费的只是时间，他敲键盘的速度和准确率应该已经达到了人类最高水平，可是在纳米尺度靠感应能力重排基因碱基序列，这个难度对于第一次干这活的人来说，那是相当大的考验。

基因双螺旋的直径只有两纳米，一个完整的螺旋周期的包含十对碱基，在双螺旋上面的高度才不到四纳米，平均每对碱基只有不足零点四纳米的高度。