『壹』 什麼是DNA
DNADNA(為英文Deoxyribonucleic
acid的縮寫),又稱脫氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是組成基因的材料,有時被稱為「遺傳微粒」。
單體脫氧核糖核酸聚合而成的聚合體——脫氧核糖核酸鏈,也被稱為DNA。在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分(通常一半,即DNA雙鏈中的一條)復制傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。因此,化學物質DNA會被稱為「遺傳微粒」。原核細胞的擬核是一個長DNA分子。真核細胞核中有不止一個染色體,每條染色體上含有一個或兩個DNA。不過它們一般都比原核細胞中的DNA分子大而且和蛋白質結合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種性狀的幾乎所有蛋白質和RNA分子的全部遺傳信息;編碼和設計生物有機體在一定的時空中有序地轉錄基因和表達蛋白完成定向發育的所有程序;初步確定了生物獨有的性狀和個性以及和環境相互作用時所有的應激反應.除染色體DNA外,有極少量結構不同的DNA存在於真核細胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質也是DNA,極少數為RNA.
『貳』 DNA發現的原因
1953年,人們發現了遺傳信息是怎樣代代相傳的,這是20世紀科學的一個傳奇故事。我想,那戲劇性的時刻是1951年秋,那時詹姆斯·華特生(JamesWatson)還是一個20多歲的年輕人,他來到劍橋,與35歲的弗朗西斯.克里克(FrancisCrick)協力合作,試圖解釋脫氧核糖核酸(縮寫為DNA)的結構。DNA是一種核酸,就是說,是處於細胞核心的酸。在先前的10年中,人們已經清楚地認識到,核酸攜帶遺傳的化學信息,代代相傳。在劍橋大學和遙遠的加利福尼亞的實驗室里,探索者們面臨著兩個問題。DNA的化學性質是什麼?DNA的結構形式又是怎樣的?
DNA的化學性質是什麼?這就是說,是什麼構成了DNA的各部分?是什麼飄移不定,使DNA的形式各有不同?當時人們對此已經很清楚了。顯然,DNA是由糖和磷酸(由於結構上的原因,它們應該確實存在其中),以及四種獨特的分子或鹼基組成。其中胸腺嘧啶(thymine)和胞嘧啶(cytosins)是兩個很小的分子,在它們各自內部,碳原子、氮原子、氫原子和氧原子成六邊形排列。其中鳥膘呤(guanine)和腺嘌呤(adenine)兩個分子較大,在它們內部,原子排成一個六邊形和一個五邊形,二者聯結在一起。在結構研究中,通常只用一個六邊形來代表各個較小的鹼基,用大的圖形,代表較大的鹼基,注意它們的形狀,勝過注意單個的原子。
DNA的結構形式又是怎樣的呢?也就是說使DNA能夠表達許多不同遺傳信息的這些鹼基是怎樣排列組合的?一座建築並不是石頭的堆砌,DNA分子也不是鹼基的堆砌。是什麼造成了DNA的結構及其功能呢?那時,人們對這一點也已很清楚了。DNA分子是一條長鏈,是相當穩定的某種晶狀有機體。看起來很可能呈螺旋形,其有多少條螺旋鏈條並列?是一條、二條、三條,還是四條?關於這個問題,主要有兩大意見分歧的陣營,一派主張雙螺旋鏈條的觀點,另一派主張三螺旋鏈條的觀點。1952年底,結構化學的偉大天才林尼斯·鮑林(LinusPauling)在加利福尼亞提出一種三螺旋模型。他認為糖和磷酸的主幹向螺旋的中心聚集,而鹼基則向四面八方伸展。1953年2月,鮑林的論文送到劍橋,在克里克和華特生看來,他們的實驗顯然一開始就出了毛病。
或許僅僅是尋找安慰,或許是自負任性,詹姆斯·華特生當即決定,他應該探尋雙螺旋模型。在訪問了倫敦之後,我騎自行車返回學院。從後門翻進院內,這時我已經決定建立雙螺旋模型。弗朗西斯也一定會同意。盡管他是一位物理學家,他也知道重要的生物是成雙成對出現的。不僅如此,他和克里克進而開始尋找一種主幹向邊緣延伸的結構。這種結構就像一架螺旋形梯子,糖和磷酸猶如梯子的兩道扶手,支撐兩側。嘗試用剖開的DNA外形,以觀察那些鹼基是怎樣像梯級似的安排在模型中的,使他們絞盡腦汁,煞費苦心。在一個輕率的錯誤之後,問題突然變得不言自明了。
我抬起頭來,看的不是弗朗西斯,而開始顛來倒去轉換有可能成對匹配的各種鹼基。突然,我意識到,由兩個氫鍵聚合的腺嘌呤-胸腺嘧啶對子與鳥瞟吟-胞嘧啶對子在形狀上是一樣的。
當然:在每一級上,都必定有一個小的鹼和一個大的鹼。但不僅是有大的鹼。胸腺嘧啶必須與腺嘌呤配伍。如果有胞嘧啶,就必須與鳥膘呤成對。鹼基成對配合,相互決定。
DNA分子模型是一個螺旋形梯子。它是右旋螺旋形梯,每個梯級大小相等,梯級間距離相同,並且以同樣的角度彎曲——每兩級梯級角度為36度。而且,如果胞嘧啶位於一個梯級的這一端,鳥嘌呤就在另一端;別的鹼配對也是這樣。這就是說,螺旋的每一半都攜帶著完整的遺傳信息,因此,從某種意義上說,另外一半是多餘的。
讓我們用一台電子計算機來建立這種分子模型。在顯示的圖像上,這就是一對鹼;連接兩端的虛線則是聚合這兩個鹼的氫鍵。
我們將把它豎立起來,並用這種方式迭加累積。現在,我們將在電子計算機圖像的左下端把這種鹼迭加起來,這樣,我們將建立DNA的整個分子結構,而且的的確確是一級一級地建立起來的。
現在是第二對鹼;它可能與第一對同樣,也可能是另外一類,無論如何,它應該轉向。我們把它迭加在第一對上面,並轉動36度。然後是第三對鹼,我們照此辦理,並依次類推。
這些梯級就是一種密碼,它將一步一步地闡明細胞怎樣製造生命必需的各種蛋白質。可以看出,基因正在我們眼前形成,糖和磷酸的兩道扶手緊緊抓住螺旋梯的兩側。這種螺旋形的DNA分子結構就是一個基因,一個行動中的基因,這些梯級就是它行動的步驟。
1953年4月2日,詹姆斯·華特生和弗朗西斯·克里克寄給《自然》(Nature)雜志一篇論文,闡明了他們為之工作了1年半的這種DNA結構。按照在巴黎的巴斯德研究所和加利福尼亞的索爾克研究所工作的賈奎斯·莫諾(JacquesMonod)的說法:
DNA是生物中恆處常在的基本因素。這就是為什麼孟德爾對基因是遺傳性狀的永恆載體的定義,愛威瑞(Avery)所作的化學鑒定(為赫希(Hershey)所證實),以及華特生和克里克所闡明的原狀復制功能的結構基礎,無疑構成了在生物學領域作出的最重要的發現的原因。當然,還應該加上自然選擇理論,其確定性和全部意義只是由於有了這些發現才得以證實。
這種DNA結構模型顯然有助於解釋甚至在性出現以前對生命至關重要的復制過程。當一個細胞分裂時,這個雙螺旋鏈就分離開來。每一個鹼緊連著它所屬配對的另一個成員。這就是在雙螺旋鏈中有一個多餘的部分的原因:因為每一半螺旋都攜帶著完整的信息或指令,當一個細胞分裂時,一個同樣的基因就被復制出來。在這里,這個具有魔力的數字「二」就成為細胞分裂時傳遞其生命同一性的手段。
DNA螺旋不是一座紀念碑。它是一個指令,是一種活生生的運動著的物質,它說明了細胞怎樣一步一步地實現生命過程。生命遵循某種時間表,而DNA螺旋的梯級則將這一時間表按照必須經過的程序編譯成密碼,並發出信號。細胞的機制一個接一個地順序判讀這些梯級的密碼。連續的三個梯級就充當了指示細胞製造一種氨基酸的一個信號。當所有的氨基酸先後形成以後,它們就在細胞中排列起來,組合成為蛋白質。而這些蛋白質就是細胞中生命的動因和構成單元。
只是除了精子和卵細胞之外,生物體內每一個細胞都具有創造整個生物的全部潛在能力。精子和卵細胞是不完整的,它們本質上各是半個細胞:它們各自攜帶著基因總數的一半。當卵子受精時,正如孟德爾預料的,這些基因成雙成對地聚集起來,而全部指令又重新組合了。於是,這個受精卵就成了一個完整的細胞,而且成為生物體內每一個細胞的典範。因為每一個細胞都是由於受精卵的分裂而形成的,它們在遺傳特性上與它別無二致。正如一個小雞的胚胎,這個動物整個一生中都保持著受精卵所遺傳下來的東西。
在這個胚胎發育生長時,它的細胞也在發生不同變化。沿著原條(primitivestreak),神經系統開始出現,在原條兩側的細胞將形成脊柱。細胞特化了:分為神經細胞、肌肉細胞、結締組織(韌帶和腱)細胞、血細胞和血管。細胞的特化是因為它們接受了DNA製造各種蛋白質的指令,而這些蛋白質分別適應於特定的細胞而不是一切細胞的功能。DNA就是這樣起作用的。
『叄』 真核生物基因的DNA序列中,哪些部分的核苷酸序列的編譯會影響其編碼的蛋白質的結構和功能為什麼
編碼區的DNA(基因)序列,參與轉錄與翻譯的脫氧核苷酸的含氮鹼基。根據結構決定功能的原則。蛋白質的結構由組成其氨基酸的結構及其盤曲折疊的程度所決定,而氨基酸是由DNA基因編碼區序列根據中心法則轉錄的產物mRNA根據密碼子翻譯而成的。根據細胞核是遺傳信息庫的說法,參與轉錄的基因大多是核DNA。所以,核DNA無疑是對編譯蛋白質的結構影響最大的。而其他的DNA一般其調控最用。
『肆』 什麼是DNA地球生命的DNA到底從何而來
你真的了解DNA嗎?
許多人知道,像源遠流長的中華文化的傳承一樣,我們的DNA也是從祖上繼承而來,而恰恰也是和文化傳承一樣,DNA在傳承中也不斷「推陳出新」「與時俱進」,所以DNA承載的信息一直在發生著變化——這些改變主要來自於基因突變和基因重組。
其實,DNA可能來自太空的證據幾年前就被發現了——2011年,美國宇航局的科學家對早期墜落在地球上的十幾顆隕石進行了研究,發現這些隕石中含有兩種脫氧核糖核苷酸的組成成分——腺嘌呤和鳥嘌呤的類似物。這些類似物從未在地球上的其它地方被發現。而既然太空能形成這些類似物,應該也能形成腺嘌呤和鳥嘌呤。
所以,DNA是不是外星人製造的我們不知道,但大場康弘的研究和美國宇航局的發現說明我們的DNA有可能是在太空中合成並跟著隕石掉落到地球的,然後經過長期的進化最終形成了地球如今復雜的生命系統。
當然,這一切還只是猜想。還是那句話,從脫氧核糖核苷酸到DNA,是一件極其困難的事情,地球上最優秀的科幻電影編劇,都無法想像這個神奇的場景。所以,人類的DNA從哪裡來,是怎麼形成的,至今還是未解之謎。
『伍』 科學家可以用電腦模擬編譯DNA演化生命嗎
現在用電腦模擬如何從DNA到生命是肯定不行的,主要是從DNA(准確說是核酸)到生命經歷的時間太長,人們無法明顯觀測到其中的變化,只能通過現有的生物和化石去推測其過程。而且創造新生命或是按照人們的意願改造生命,不需要完全明白生命的起源過程,只需要弄清楚組成生命的各個部分的功能以及他們之間的聯系就行了。現在比較火的基因編輯技術讓人為改造生命更進一步,基因編輯技術中最火的是CRISPR/Cas9,有興趣的話可以了解一下。
『陸』 DNA全稱是什麼
脫氧核糖核酸(英語:Deoxyribonucleic acid,縮寫為DNA)又稱去氧核糖核酸,是一種分子,雙鏈結構,由脫氧核糖核苷酸(成分為:脫氧核糖、磷酸及四種含氮鹼基)組成。可組成遺傳指令,引導生物發育與生命機能運作。
『柒』 DNA是什麼
DNADNA(為英文Deoxyribonucleic acid的縮寫),又稱脫氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是基因組成的,有時被稱為「遺傳微粒」。DNA是一種分子,可組成遺傳指令,以引導生物發育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「食譜」。其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因,其他的DNA序列,有些直接以自身構造發揮作用,有些則參與調控遺傳訊息的表現。
單體脫氧核糖核酸聚合而成的聚合體——脫氧核糖核酸鏈,也被稱為DNA。在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分(通常一半,即DNA雙鏈中的一條)復制傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。因此,化學物質DNA會被稱為「遺傳微粒」。原核細胞的擬核是一個長DNA分子。真核細胞核中有不止一個染色體,每條染色體上含有一個或兩個DNA。不過它們一般都比原核細胞中的DNA分子大而且和蛋白質結合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種性狀的幾乎所有蛋白質和RNA分子的全部遺傳信息;編碼和設計生物有機體在一定的時空中有序地轉錄基因和表達蛋白完成定向發育的所有程序;初步確定了生物獨有的性狀和個性以及和環境相互作用時所有的應激反應.除染色體DNA外,有極少量結構不同的DNA存在於真核細胞的線粒體和葉綠體中。病毒的遺傳物質也是DNA,極少數為RNA,極其特別的病毒以蛋白質為遺傳物質(阮病毒)。
DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為脫氧核苷酸,而糖類與磷酸分子藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種鹼基里的其中一種相接,這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列復制出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如rRNA、snRNA與siRNA。
『捌』 質粒與DNA有什麼不同
質粒是細胞質中的DNA
只是基因工程中所要DNA的載體,
真正要的是質粒裡面的DNA片段,
只有與該DNA片段相適應的解旋酶才能編譯該DNA,
所以只有該DNA被編譯成蛋白質
『玖』 為什麼有人說DNA可能是一種「編程語言」
DNA不是像一種編程語言,而是它就是一種編程語言。從所有生物的角度來看,配置文件很難有如此大的差異,那麼DNA更像是源代碼,但無論它有多大的不同,它都是由一些基本結構組成的,比如if for,所以每個物種中DNA的基本元素是相同的。
有機物湯繼續翻滾,在高溫高壓的極端情況下,沒有什麼是概率上為零的,繼續沸騰數億年,終於在地球上某個不為人知的角落出現了最簡單,也是最復雜;最脆弱,也最頑強的純自然造物—RNA單鏈。RNA的形成是偶然的,但在概率上是必然的,概率再低,在數十億年的歷史長河裡都變的百分百可能。 RNA形成之後的日子,一切生命活動就變得自發起來,伴隨著自催化作用,生物的進化大廈被時間的巨人一磚一瓦地建立到今天的高度。
『拾』 dna是不是外星人編的一種程序
不全是,原始基因模板可以視為自然進化而來
但是之後被修改過,結果就是人類的誕生,准確的說是早期智人的誕生,這也是為什麼現代科學一直找不到古猿和早期智人之間關鍵化石證據的原因,這層化石斷代是公開的,確實的缺乏其中各階段的關鍵證據,因為這一步是直接跳躍過來的,而非自然進化來的。
按照進化的自然速率,從古猿到人類的進化時間將是非常漫長的,按照該速率,現在的我們應當是過度物種,而非現代智人。
這種改造源於他們的私自目的,雖然稱不上負面,但是卻給人類的自然進化帶來巨大的改變,如上所述,
首先是極大的加速了人類進化的速率;
而另一方面,這次的改造也在一定程度消弱了人類的「自然性」,失去了一部分與大自然的連接。這也是為什麼很多動物對氣象的感知能力卻在人類身上找不到的原因,比如動物們在暴雨,颶風,地震,這些災害發生前能夠准確的開始行動,還有諸如地磁感應導航能力等等,通常認為人類的這種功能退化了,事實上我們從古至今一直被這些自然現象所影響,我們也一直在試圖反過來掌控這些自然現象,按這個道理說這些感知自然的功能不但不應該消弱而且還會因為不斷使用而得到進化加強(用進廢退)。而如今現實的違背是因為相關的基因在那次改造之後開始陷入沉睡,這部分沉睡的遺傳物質也就是被現代遺傳學所歸類的的「垃圾DNA」的本質。
他們改造古猿是為了服務他們自己的,某個與資源開采相關的目的,然而這次基因工程的過程是屬於「先斬後奏」,在他們的母星了解這個情況的時候,地球上的這場龐大的,針對類人猿的基因工程已經接近完成,其後母星對此的反應可以用「哦!我去!你們TM都幹了什麼啊!?」這種句子來形容,之後要求這些參與基因工程的種族持續的呆在地球附近,監控人類的發展,並要對人類未來的進化負起高度的責任。這些生命至今仍然在關注這個星球的走向,但是除非發生極端情況,否則不被允許公開干涉,因為人類的進化必須由人類自己去探索,選擇和完成。
需要提到的是,當年的那個種族在之後的漫長歲月里也在不斷的進化,現在的他們與當年相比可以說已經是完全兩種生命了。
最後順便說下,上面提到的這項基因工程是發生在地球人類身上最早的基因改造,之後也有其他種族先後參與過其他方面的基因改造的微調,基本上沒有負面的,畢竟前面說的那批生命也一直在看護這個星球,但是這些微調都沒有那次的改造影響如此之大。