脱氧核糖核酸或DNA是一种分子,其中包含有机体开发,生存和繁殖所需的说明。这些说明可以在每个细胞内找到,并从父母传给孩子。
DNA结构
DNA由称为核苷酸的分子组成。每个核苷酸含有磷酸基团,糖基团和氮碱基。四种类型的氮碱基是腺嘌呤(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。根据美国国家医学图书馆 (NLM)的数据,人类DNA有大约30亿个碱基,其中超过99%的碱基在所有人中是相同的 。
类似于字母表中字母的顺序可用于形成单词的方式,DNA序列中的氮碱基的顺序形成 基因,其在细胞的语言中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将遗传信息从DNA转化为蛋白质。
核苷酸连接在一起形成两条长链,螺旋形成称为双螺旋的结构。如果你认为 双螺旋 结构是一个梯子,磷酸盐和糖分子将是两侧,而基地将是梯级。一条链上的碱基与另一条链上的碱基对齐:腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤配对与胞嘧啶配对。
DNA分子很长 - 实际上,如果没有正确的包装,它们就无法适应细胞。为了适应细胞内部,DNA紧密盘绕形成我们称之为染色体的结构 。每条染色体含有一个DNA分子。人类有23对染色体,这些染色体位于细胞核内。
DNA发现
1869年,德国生物化学家Frederich Miescher首次观察到DNA。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·富兰克林才发现DNA的结构 - 双螺旋 - 他们意识到这可以携带生物信息。
沃森,克里克和威尔金斯 于1962年获得 诺贝尔医学奖, “因为他们发现了关于核酸分子结构及其对生物材料信息传递的重要性。” 富兰克林没有被列入该奖项,尽管她的工作是该研究不可或缺的一部分。
DNA测序
DNA测序技术允许研究人员确定DNA序列中碱基的顺序。该技术可用于确定基因,染色体或整个基因组中碱基的顺序。根据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包含有关其遗产的信息,有时可以揭示他们是否有患某些疾病的风险。DNA测试或 基因测试的使用有多种原因,包括诊断遗传性疾病,确定一个人是否是可以传递给孩子的基因突变的携带者,并检查一个人是否在遗传病的风险。例如,已知BRCA1和BRCA2基因中的突变会增加患乳腺癌和卵巢癌的风险,并且在基因测试中对这些基因的分析可以揭示一个人是否具有这些突变。
基因检测结果可能对人的健康产生影响,通常会提供检测以及遗传咨询,以帮助个人了解检测结果和结果。
现在有许多家庭基因检测试剂盒,但其中一些是不可靠的。此外, NBC新闻报道 人们应该小心这些工具包,因为测试基本上是将一个人的遗传密码移交给陌生人。
关于DNA的新研究
DNA研究在过去几年中引发了一些有趣且重要的发现。例如,发表在“ 科学 ”杂志上的一项2017年研究 发现,DNA中的随机错误,而不是遗传或环境因素,占 细胞癌症突变的三分之二。
2017年的另一项突破是埃及木乃伊DNA的 第一次测序。“我们很高兴能获得古埃及木乃伊的第一个全基因组数据 ,”德国耶拿马克斯普朗克人类历史科学研究所人口遗传学组组长Stephan Schiffels说。该研究结果发表在2017年5月的Nature Communications杂志 上。
电影也是编码数据,以便在2017年在细菌的DNA分子中制作短视频.DNA被用作电影的每个像素的代码。结果发表在2017年7月的“ 自然”杂志上。研究报告的共同作者,波士顿哈佛医学院的博士后研究员塞思·希普曼说:“重点不在于将视频存储在细菌中。” “我们希望将细胞变成历史学家,”希普曼 在一份声明中说。“我们设想的生物记忆系统比现在的技术更小,更通用,可以随着时间的推移不间断地跟踪许多事件。”