什么是DNA?
2024-11-29 广告
acid的缩写),又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是基因组成的,有时被称为“遗传微粒”。DNA是一种分子,可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。主要功能是长期性的资讯储存,可比喻为“蓝图”或“食谱”。其中包含的指令,是建构细胞内其他的化合物,如蛋白质与RNA所需。带有遗传讯息的DNA片段称为基因,其他的DNA序列,有些直接以自身构造发挥作用,有些则参与调控遗传讯息的表现。
单体脱氧核糖核酸聚合而成的聚合体——脱氧核糖核酸链,也被称为DNA。在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分(通常一半,即DNA双链中的一条)复制传递到子代中,从而完成性状的传播。因此,化学物质DNA会被称为“遗传微粒”。原核细胞的拟核是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每条染色体上含有一个或两个DNA。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA,极其特别的病毒以蛋白质为遗传物质(阮病毒)。
DNA是一种长链聚合物,组成单位称为脱氧核苷酸,而糖类与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,是蛋白质氨基酸序列合成的依据。读取密码的过程称为转录,是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA。
揭示生命奥秘的金钥匙
——1953年DNA的破译1953年2月28日,生物学家沃森与克里克在剑桥宣布:“我们已经发现生命的秘密。”3月7日,世界上第一个生命遗传的基因物质——DNA的双螺旋结构模型问世。它被世界公认为是20世纪生物学上最重要的发现之一,可与20世纪上半叶爱因斯坦的相对论相媲美,它标志着现代遗传科学的诞生。
“嗯!这孩子真漂亮,完全综合了他爸爸妈妈的优点。”“这肯定是老张的女儿,不用看长相,只要看那神态,就能断定。”街坊大妈在茶余饭后,常有类似的议论。无论男孩还是女孩,在他们的身上都能或多或少地看到父母的影子。这就是生命的遗传现象,真所谓“种瓜得瓜,种豆得豆”。但要说清楚其中的道理,并不是一件容易的事。
人类虽然在地球上繁衍生息了两百多万年,但对后代为什么既像爸爸又像妈妈这样的问题,直到20世纪中叶才搞清楚。在英国的大学城剑桥,两位年轻的科学家,沃森和克里克,率先发现了这生命的奥秘——脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构。从此,人们对生命现象的探索迈入一个崭新的时期。
最初,科学家是从脓的细胞里发现这种物质的,因为它呈酸性,所以称它为核酸。后来,人们发现所有生物的细胞中都含有核酸。还发现,核酸有两种:一种是只存在于细胞核中的脱氧核糖核酸,简称DNA;另一种是除了存在于细胞核中,还分布在细胞质中的核糖核酸,简称RNA。这两种物质的结构与功能都不相同。DNA主要是携带和传递由“上一辈”传下来的遗传信息。RNA则是转录DNA携带的信息,并据此指导合成新一代的蛋白质。孩子像父母,就是因为父母的遗传信息通过DNA传下来,再由RNA“翻译”合成为新的一代蛋白质的结果。因此,核酸就是“生命的使者”。
1953年初,沃森和克里克根据自己的研究和分析,综合各方面对DNA研究的信息,得到一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,于是,他们从1953年2月22日到3月7日,在实验室中搭建了一个DNA双螺旋模型,这个模型被公认为是世界上第一个最正确地反映出DNA分子的结构。
1953年4月25日,英国权威的科学杂志《自然》发表了沃森和克里克的《核酸的分子结构》论文。至此,“DNA双螺旋结构”这一研究成果正式公诸于世。从此,遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。为此,他们两人与证实他们的发现的英国生物学家威尔金斯博士同获1962年的诺贝尔生理学医学奖。
自从沃森和克里克弄清了DNA的双链双螺旋结构之后,分子生物学像雨后春笋般蓬勃发展起来。许多科学家的研究成果,使人们基本了解了遗传信息的流动方向:DNA→信使RNA→蛋白质。也就是说蛋白质由信使RNA指导合成,遗传密码应该在信使RNA上。从而证明,生命的本质就是基因传递以及基因与基因间,基因与蛋白质间的相互作用。
由于DNA双螺旋结构的发现,诞生了分子遗传学和分子生物学,使古老的生命科学返老还童,焕发出新的活力,导致分子生物学领域出现了一系列鼓舞人心的突破:如1957年发现了DNA聚合酶,1960年发现了信使核糖核酸,1966年破译了全部的遗传密码,1967年发现了DNA连接酶,1970年发现了第一个限制性内切酶和逆转录现象。
目前,根据DNA双螺旋结构的原理,正在顺利推进的“人类基因组计划”,更是一项可与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”相媲美的创举,是生命科学领域的头号工程。这个工程就是要将人的所有遗传基因的位置、结构、功能及作用方式,弄个一清二楚,并将其编制成册。这样的基因图谱,就是一部有关人的“生命百科全书”。有了它,人类的生、老、病、死可以更有效地控制,真正实现健康长寿。
但是,这些生命科学的理论要完全付诸实践,真正成为可以直接造福于人类的生物学技术,还是一个崭新的课题。
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acid的缩写),又称去氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播.
acid的缩写),又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”