生命力学的法则是其自身的简单性。

(1)DNA和RNA均由串联在一起的四种核苷酸组成。DNA决定RNA,RNA决定蛋白质(尽管有时RNA决定DNA),这被称作“中心法则”。

(2)遗传密码是三联体密码:DNA或RNA中的三个核苷酸确定蛋白质中的一个氨基酸。

(3)基因是双螺旋DNA分子内两条反向链中一条链上的邻接片段,其中可能含有无意义片段(在真核细胞的细胞核内通过加工把这些无意义片段从转录得来的信使 RNA(mRNA)分子中除去)。

对牛顿力学而言,这些陈述中的许多重要内容都属永远难以给出定论的问题。部分列举如下:

■ 基因的产物蛋白质在称为核糖体的细胞质结构上(也许是“内”)根据mRNA携带的信息进行组装。尽管研究了30余年,还是只能用假说去解释核糖体行使功能的过程,其自身也是由特定的RNA和蛋白质分子组装而成。

■ 天然蛋白质分子间的氨基酸序列彼此各异,但是它们的功能(作为酶或其它用途)关键依赖于其形状。分子是如何折叠成有活性形状的,有关机制一直都不清楚;除最小的分子外,所有分子在折叠过程中可能都要经过许多无活性的中间阶段。

一种可能性是折叠过程部分取决于翻译自核糖体的氨基酸序列;但是有证据表明其它称为“分子伴娘”的蛋白质分子也在此过程中起帮助作用。问题仍然悬而未决,而且有可能不存在普遍规律。

在此问题上一个异乎寻常的转折是在人群里出现的克罗伊茨费尔特——雅各布病和在英国牛群里发现的牛海绵状脑病,这两种病可以行使病理伴娘分子的功能,诱导正常蛋白质以异常方式沉淀。

■ 尽管DNA一条链上的基因的转录终点总是很明确的(存在“终止”密码),其起点却显然很少如此。正确地转录要求组装一个转录复合体,它包括RNA聚合酶(一种蛋白质)和几种称为转录因子的其它蛋白质分子,其中有些是所有基因转录必需的,有些则比较特化。

尽管对转录因子的有效性是怎样随细胞代谢的改变而改变的已经了解甚多,但是当有些基因的活性不是细胞所属的器官必需的时候,为什么许多细胞中的这些基因会永久失活,这方面的原因实际上还一无所知。