
DNA代表脫氧核糖核酸,它是一個分子,可提供遺傳講述生物如何發展,生活和繁殖的說明。 DNA可以在每個細胞內找到,並從父母傳給他們的後代。
DNA是由什麼製成的?
DNA由稱為核苷酸的分子組成。每個核苷酸都包含三個組成部分:一個磷酸基團,這是一個粘合到四個氧原子的磷原子;糖分子;和氮根據。氮鹼的四種類型是腺嘌呤(A),胸腺胺(T),鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C),它們一起用作構成DNA遺傳密碼的“字母”。
DNA的結構稱為雙螺旋。將核苷酸連接在一起,形成兩個螺旋形的長鏈以創建這種結構。如果您將雙螺旋視為梯子,那麼磷酸鹽和糖分子將是側面,而鹼基對將是梯級。一條線上的鹼基與另一鏈上的鹼基配對:腺嘌呤對胸腺氨酸(AT),而鳥嘌呤對胞嘧啶(GC)對。
人類DNA由約30億個鹼基對組成,在所有人中,超過99%的基礎都是相同的。美國國家醫學圖書館(NLM)。
有關的:DNA測試的準確性如何?
類似於字母中的字母可以安排形成單詞的方式,氮鹼基的順序以DNA序列形式形成基因,用細胞的語言告訴細胞如何製作蛋白質。此過程的速記是基因“編碼”蛋白質。
但是DNA不是蛋白質產生的直接模板。為了製作蛋白質,細胞可以使用DNA而不是核糖核酸或RNA。 RNA具有與DNA相似的結構,除了它僅包含一條鏈,而不是兩條 - 因此看起來只有一個梯子的一半。此外,雖然RNA與DNA共有四個氮基鹼中的三個,但它使用稱為尿嘧啶而不是胸胺的鹼與腺嘌呤配對。
當細胞準備構建一種新蛋白質時,其DNA解壓縮以通過構建上述蛋白質的說明來暴露基因的一鏈。然後,酶放大並構造了一種新的RNA分子,其序列反映了未拉鍊基因的序列。此RNA副本稱為Messenger RNA(mRNA),告訴細胞的蛋白質製造機械氨基酸根據“生物化學”(WH Freeman and Company,2002年)。
DNA分子很長 - 實際上,如果沒有正確的包裝,它們就無法適應細胞。要適合細胞內部,將DNA緊緊地盤繞以形成稱為的結構染色體。每個染色體都含有一個單個DNA分子,緊緊包裹在稱為組蛋白的線軸狀蛋白質上,該蛋白提供其結構。人類有23對染色體,這些染色體在每個細胞的核內,即細胞的控制中心。
大多數染色體看起來像顯微鏡XS。也就是說,人類和大多數其他哺乳動物都攜帶一雙可以是X或Y形的性染色體,根據國家人類基因組研究所的說法。通常,女性在每個體細胞中攜帶兩個X性染色體,而男性則攜帶一個X和一個Y。但是,人們隨身攜帶的性染色體數量存在一些自然變化 - 有時,可能會丟失一個額外的性別染色體,或者可能缺少其他模式,因此也可能發生X,XXX,XXY和XXY,XXY和XXY,XXY和XXY,XXY和XXY,發現報告。
誰發現了DNA?
根據2005年發表的一篇論文發展生物學。 Miescher使用生化方法將DNA分離為白細胞和精子,然後將其稱為核素,並確定它與蛋白質。 (“核酸”一詞源自“核素”。)
但是多年來,研究人員沒有意識到該分子的重要性。
1952年,化學家羅莎琳德·富蘭克林在生物物理學家莫里斯·威爾金斯(Maurice Wilkins)的實驗室工作X射線衍射 - 通過X射線反彈的方式來確定分子的結構的一種方式 - 了解DNA具有螺旋結構。富蘭克林記錄了這種結構照片51。
1953年,威爾金斯向生物學家展示了這張照片詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)- 沒有富蘭克林的知識。帶有DNA是雙螺旋的信息,並以前的報導說,鹼和胸腺氨酸在DNA中以等量的含量發生,而鳥嘌呤和胞嘧啶也是如此,Watson和Crick在該期刊上發表了一份具有里程碑意義的1953年論文。自然。在該論文中,他們提出了我們現在所知道的標誌性DNA的標誌性雙螺旋模型,其中糖磷酸鹽的側面和梯級由AT和GC鹼基對組成。他們還建議,根據他們提出的結構,可以復制DNA,因此可以通過。
沃森,克里克和威爾金斯被授予諾貝爾醫學獎1962年,“因為他們的發現,關於核酸的分子結構及其在生物中信息傳遞的意義。”即使她的工作是研究不可或缺的,富蘭克林也沒有被包括在獎項中。
DNA的功能是什麼?
基因編碼為人類(和其他生物)執行各種功能的蛋白質。
例如,人基因HBA1包含構建蛋白α球蛋白的說明,蛋白質α球蛋白是血紅蛋白的成分,是紅色的氧氣荷蛋白血細胞,根據NLM。舉一個例子,根據國家生物技術信息中心的說法,基因OR6A2編碼嗅覺受體,一種檢測鼻子氣味的蛋白質。基因數據庫。根據2012年發表在《期刊》上的研究味道。
儘管您的37.2萬億個細胞中的每個細胞都帶有DNA的副本,但並非所有細胞都會構建相同的蛋白質。這樣做的一個原因是,在DNA上稱為“轉錄因子”的分子來控制哪些基因被打開和關閉,因此,在每個細胞中,何時何地,何處和含有哪些蛋白質。現場科學先前報導。 DNA在不同的細胞類型中的包裝也略有不同,這會影響轉錄因子可以抓住分子的方式和何處。
此外,表觀遺傳學- 從字面上表示“遺傳學”上的“高於”或“”是指開啟或關閉特定基因的DNA的外部修飾。
例如,稱為甲基的小分子可以附著在DNA鏈上,並防止表達特定的基因。表觀遺傳學的另一個例子稱為“組蛋白修飾”,其中染色體內的線軸樣蛋白的變化可以使“讀取”基因的蛋白更易於訪問DNA的特定段。如果這些變化發生在精子或卵細胞中,則可以將這種表觀遺傳學變化傳遞到子孫後代,現場科學先前報導。
DNA如何測序?
DNA測序涉及允許研究人員確定DNA中鹼基的順序的技術。該技術可用於確定基因,染色體或整個基因組中的鹼基順序。根據2000年,研究人員完成了人類基因組的“工作草案”順序。國家人類基因組研究所,並於2003年完成了該項目。
DNA測試
一個人的DNA包含有關其遺產的信息,有時可以揭示它們是否處於某些疾病的風險較高。
出於多種原因,包括診斷遺傳疾病的DNA檢測或基因檢測,以確定一個人是否是遺傳突變的攜帶者,他們可以將其傳遞給孩子並檢查一個人是否有遺傳疾病的風險。例如,已知BRCA1和BRCA2基因中的某些突變會增加胸部和卵巢癌,遺傳測試可以揭示一個人是否具有這些突變。
基因測試結果可能對一個人的健康有影響,並且經常提供測試以及遺傳諮詢,以幫助個人了解結果和後果。
人們還使用結果基因檢測以查找親戚並通過祖先和Myheritage等公司了解他們的家譜。
其他資源和閱讀
- 了解您的DNA中有多少只是“垃圾”YouTube上的Scishow。
- 閱讀有關DNA測試如何使用的更多信息學生的科學新聞。
- 查看著名的科學作家卡爾·齊默(Carl Zimmer)的2018年書,”她有母親的笑聲:遺傳的力量,變態和潛力。 ”
參考書目
Berg,JM,Tymoczko,JL和Stryer,L。 (2002)。 DNA,RNA和遺傳信息的流動。在生物化學(第5版)中。章,WH Freeman&Co.。
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現場科學貢獻者以及現場科學人員作家Nicoletta Lanese的Alina Bradford和Ashley P. Taylor的其他報導。此頁面最後一次更新於2022年1月26日。
最初發表在現場科學上。