DNA:定义、结构和发现

DNA和RNA的结构。DNA是双螺旋,而RNA是单螺旋。两者都有包含遗传信息的核苷酸。脱氧核糖核酸,或称DNA,是一种包含生物体发育、生命和繁殖指令的分子。这些指令存在于每个细胞中,并从父母传递给孩子。

DNA结构DNA由称为核苷酸的分子组成。每个核苷酸包含一个磷酸基团、一个糖基和一个氮基。四个氮基团是腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、鸟嘌呤(g)和胞嘧啶(c)。这些碱基的顺序决定了DNA的指令或遗传密码。人类DNA中大约有30亿个碱基,其中99%以上在所有人身上都是一样的。根据国家医学图书馆(NLM),

很酷的科学实验:提取你的DNA链(基因科学学习中心)类似于字母表中的字母顺序,可以用来组成一个单词。DNA序列中的氮序列形成一个基因,该基因用它们的语言告诉细胞如何制造蛋白质。另一种类型的核酸,核糖核酸,或RNA,将DNA中的遗传信息转化为蛋白质。

核苷酸连接在一起形成两条长链,螺旋形成一种结构,称为双螺旋。如果你认为双螺旋结构是梯子,磷酸和糖分子是边,碱基是梯级。一条链上的碱基和另一条链上的碱基:腺嘌呤和胸腺嘧啶,鸟嘌呤和胞嘧啶。

DNA分子很长。事实上,如果没有适当的包装,它们就无法整合到细胞中。为了适应细胞内部,DNA紧密卷曲形成我们称之为染色体的结构。每条染色体包含一个DNA分子。人类有23对染色体,它们存在于细胞核中。

DNA的发现DNA是由德国生物化学家Frederich Miescher在1869年首次观察到的。但多年来,研究人员并没有意识到这种分子的重要性。直到1953年,詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克、莫里斯·威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林发现了DNA的结构——一种双螺旋结构——他们才意识到它可以携带生物信息。

沃森、克里克和威尔金斯获得1962年诺贝尔医学奖,“因为他们发现了核酸的分子结构及其对生物材料中信息传递的重要性。”富兰克林没有获奖,尽管她的工作是研究的一部分。[相关:解开人类基因组:六个分子里程碑]

DNA测序DNA测序是一种使研究人员能够确定DNA序列中碱基序列的技术。这项技术可以用来确定基因、染色体或整个基因组中的碱基序列。根据美国国家人类基因组研究所的报告,2000年,研究人员完成了人类基因组的第一个完整序列。

DNA测试一个人的DNA包含了关于他们遗传的信息,有时它可以揭示他们是否有患某些疾病的风险。DNA测试或基因测试用于各种原因,包括诊断遗传性疾病,确定一个人是否是基因变异的携带者(他们可以将基因变异传给他们的孩子),以及检查一个人是否有患遗传性疾病的风险。例如,已知BRCA1和BRCA2基因的突变会增加乳腺癌和卵巢癌的风险。在基因测试中分析这些基因可以揭示一个人是否有这些突变。

基因测试的结果可能会影响一个人的健康。这些测试通常与遗传咨询一起提供,以帮助个人了解测试的结果和结果。

“目前国内有很多基因检测试剂盒,但有些并不可靠。此外,美国全国广播公司新闻报道称,人们应该谨慎使用这些工具包,因为这些测试基本上将一个人的遗传密码交给了陌生人。

在过去的几年里,对DNA的新研究带来了一些有趣而重要的发现。例如,2017年发表在《科学》杂志上的一项研究发现,DNA中的随机错误,而不是遗传或环境因素,占了细胞中三分之二的癌症突变。

2017的另一个突破是埃及木乃伊DNA的首次测序。马克斯·普朗克人类历史科学研究所人口遗传学组组长斯蒂芬·福尔茨说:“我们很高兴获得第一批古埃及木乃伊的全基因组数据。这一发现发表在2017期《自然通讯》上。

影片还进行了数据编码,2017做了一个细菌DNA分子的短视频。DNA被用作电影中每个像素的代码。该结果发表在2065438+2007年7月的《自然》杂志上。“关键是不要将视频存储在细菌中,”该研究的合著者、哈佛医学院博士后塞思·希普曼说。“我们想把细胞变成历史学家,”希普曼在一份声明中说。我们想象一个生物记忆系统,比现在的技术小很多,应用也更广泛。随着时间的推移,它可以不受干扰地跟踪许多事件和生命科学的贡献者。

额外资源

NLM:什么是线粒体DNA?佛罗里达州立大学:线粒体华盛顿大学:线粒体紊乱