密码表氨基酸
生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对,结果轰动一时。他们想知道,如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异,哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸,或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现,天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列,而如果突变真的改变了氨基酸,也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此,赫斯特与弗里兰宣称,天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品,而是万里挑一的密码系统。
天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说,所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸,它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸,其三联密码第一个字母都是C;所有由草酰乙酸合成的氨基酸,第一个字母都是A;最后,几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸,第一个字母都是G。
三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关,或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水,疏水性氨基酸不会溶于水,但会溶在脂肪或油里,比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸,可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱,而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个,第二个字母都是T,所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。
三联密码的第三个字母不含任何信息,不管接上哪一个字母都没关系,这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例,它的密码子是GGG,但是最后一个G可以代换成T、A或C。
第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的(剩下15个氨基酸,再加上一个终止密码子)这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此,最原始的密码可能只是二联密码,后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码,也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。
第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当,第二个字母和氨基酸的疏水性相关,第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变,还可以降低灾难发生时造成的损失,同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的,那应该会带来更多的好处。
影响肉牛生长发育的主要因素
肉牛生长是一个非常复杂 、涉及多种生理活动的过程 。品种遗传、营养水平、环境因素都会对肉牛生长速度以及胴体瘦肉率、肉质产生影响。其核心是不同水平内分泌激素在调控动物生长、胴体组成方面起关键调节作用。
肉牛从幼龄到成年,骨骼、肌肉、脂肪生长速度受年龄影响,幼龄动物骨骼发育最快、架子牛肌肉生长速度最快,趋近成年牛,脂肪沉积速度加快。其核心因素就是牛在不同月龄阶段,身体内分泌激素水平不一样。
我们了解了这些之后,可能会想到,牛的特殊肉用性质,希望能够得到更多的牛肉,更少的牛油。有没有办法实现牛多长肉少长油呢?答案是可行的!
只需要通过调控肉牛生长激素分泌水平,就能实现。科研人员发现可促进牛生长激素分泌的物质,并且已经商业化,是替代“瘦肉精”的理想产品。最关键的是对人畜无害,是绿色健康的。虽然使用成本比“瘦肉精”高,但违背法律和道义的成本又是何其之高呢?
肌肉结实、饱满、收腹
要实现肉牛持续保持快速增重,除了调理“内分泌”水平以外,肉牛食物就是造肉的原材料,保证原材料营养平衡供给就是又一个需要突破的关键技术问题。
以畜禽饲料蛋白原料最常用的豆粕为例子,豆粕赖氨酸含量约2.6%,蛋氨酸含量约为1.5%。植物蛋白质氨基酸组成和动物蛋白氨基酸组成差异比较大的,需要额外添加单体氨基酸来弥补植物蛋白氨基酸的不平衡,这样配出来的饲料才符合不同动物的需要。猪需要额外补充的第一氨基酸是赖氨酸,而反刍动物需要额外补充的第一氨基酸是蛋氨酸。
这点是有些搞反刍动物饲料产品的厂家都没有搞明白的,用猪料的思维做反刍动物料,这真是。。。。。。
还有点需要特别注意的是,请广大养牛户朋友不要随意使用猪禽用的氨基酸用在反刍动物身上。猪只有一个胃,而反刍动物有四个胃,所有的食物进入牛体内,首先要过瘤胃这一关。用猪禽用的氨基酸喂牛羊,氨基酸进入瘤胃会最先被微生物利用分解,变成微生物蛋白合成的养分,利用不完的转变成氨,逃过瘤胃的是少部分,这大大降低了氨基酸使用效果。
反刍动物营养有个名词叫“过瘤胃蛋白”,就是在瘤胃没有消化掉的蛋白质经过瘤胃,在真胃和小肠蛋白酶的作用下,变成多肽、变成小肽,最后变成氨基酸被吸收。反刍动物使用的氨基酸需要经过特殊保护处理,避免被瘤胃微生物的降解利用,使其能够通过瘤胃在真胃和小肠发生作用。就像人吃的“肠溶胶囊”一样,在肠道起作用。
要理解动物氨基酸平衡,我们可以打个形象比方,各种氨基酸按照比例均衡配比,就像建房子所需要的沙子、水泥、砖、石子有合适比例,当其中一种建筑材料用完了,其他材料是无法再建房子的。对于动物饲料中多出的不平衡氨基酸,最终随粪便、尿液排出体外,牛圈的氨味就是这样来的。
反刍动物氨基酸平衡不仅仅是蛋氨酸,赖氨酸的比例平衡,还有苏氨酸、色氨酸等等的添加比例。
在反刍动物营养上,使用生长激素调控技术结合氨基酸平衡技术,可大大提高饲料利用率,牛蛋白质合成效率提高,牛长得更结实、饱满,胸宽、背平、屁股圆、脖子粗(脖子粗是牛出肉率高的最高水平)。
品种优势+代谢调控+氨基酸平衡=极品肉牛
凡是卖过牛的朋友都知道,牛贩子选肥牛通过观察屁股、背、脖子、肚子判断牛的肥瘦、是否油多,最后才是愿意给你的买价。出肉率高的牛,多3到5毛/斤的活牛价格是很正常的,意味着1000多斤活牛可以多获得好几百元的利润。我们又知道,肉多的牛压秤,油多的牛不压秤,有的牛称出来比估计的重量大,这样的牛就是瘦肉率高,出肉率高。牛长得更结实,提高出栏重量几十斤,又可以多获取好几百甚至上千的利润!!这才是邓小平同志讲的“科学技术是第一生产力啊”!
揭开肉牛生长密码——生长激素调节与氨基酸平衡跟育肥的关系,影响肉牛生长发育的主要因素
我们找不出任何结构上的原因来解释密码排列,不同的氨基酸与其对应的密码子之间似乎并没有任何物理或化学的关联,克里克称细胞的这套密码系统为“冻结的偶然”。
但是大自然的“偶然”密码系统却给克里克带来一个问题。为什么只有一个偶然?为什么不是好多个偶然?如果这套密码系统是随机产生的,那理论上它不会优于其他密码系统,因此也不会有什么自然选择“瓶颈效应”让这套密码系统胜出。用克里克的话来说就是:“其优势远超其他密码系统,因而独活下来”。但是既然没有选择的瓶颈,那为什么现今没有好几套密码系统,存在于不同的生物体内呢?
答案很明显,那就是地球上所有的生物都是来自同一个共祖,而这套密码系统早在共祖身上就决定好了。更哲学一点的说法就是,生命只在地球上诞生了一次,才使得这套密码系统看上去如此独特、罕见甚至反常。
对于克里克而言,这暗示了一次感染、一次播种。他猜测生命是由某个外星生物,将一个类似细菌的东西播种到地球上。他甚至进一步推测,认为细菌是外星人用宇宙飞船送到地球上的,他称这一理论为“定向泛种论”,并在1981年出版的《生命:起源与本质》里详细阐述了该理论。如同科普作者马特·里德利给克里克写的传记所说:“这个主题让许多人大开眼界。伟大的克里克竟写出外星生命乘坐宇宙飞船在宇宙间播种的故事,他是被成功冲昏头了吗?”
偶然密码系统这样的概念,是否可以证明上述的生命观,取决于个人判断。但这个理论是在说,密码本身并不需要任何优势或劣势来决定能不能突破瓶颈,只需某种偶然情况就可以选择某些特定生命,甚至是某些不可思议的意外,比如小行星撞击地球,就可以毁灭掉所有生命只留下一种,然后就产生了一套唯一的密码系统。