DNA总长度比地月距离还长,如此长的DNA是怎么组装在一起的?

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  • 来源:安图在线

人体中绝大多数的细胞中,都有细胞核,而细胞核里包裹着遗传物质DNA。DNA双链很是长,展开可达0.34nm*3000000000/1000000000,然而在细胞中,DNA双链会经由折叠并缠绕,实际长度并没有那么长。不外,如此长的DNA链条究竟是怎么组成的呢?

DNA链条

我们知道,英文是由26个字母组成,而组成DNA双链的也和英文一样,是由4个碱基组成,划分是:腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶,简称:A、T、C、G。而且这四个碱基两两对应,A一定对应着T,C一定对应着G。

除了碱基之外,DNA是由脱氧核糖与磷酸交替链接组成的骨架,碱基对之间有氢键作为链接,但对基因起着决议作用的是碱基对的有序漫衍。

也就是说,DNA链条虽然长,但DNA链条的骨架是牢固的,变化的只有碱基对,而碱基又只有4种,这四种碱基的排列方式组成了一个又一个的基因。

基因自身不能合成卵白质,但基因可以转录成信使RNA,信使RNA可以将基因上的信息翻译成卵白质,卵白质会生产能量或者运输能量,到场生命运动,就这样人体工厂运转了起来。

虽然基因位于DNA链条上,但DNA链条上不全是基因,另有许多冗余基因。

冗余的基因

在人体基因组计划展开之前,科学家认为如此长的DNA双链,上面的基因最少也有七八万个,但当2003年4月14日人体基因组计划真的完成之后,科学家们都惊呆了,原来人体只有两万多个表达性状的基因,这些基因只占人类基因组总数的3%,这意味着绝大多数基因组都是不表达任何性状的基因,这些不表达性状的基因就叫做内含子,表达性状的基因叫做外显子。

也就是说,人体内的基因并不是严丝合缝的,而是有大量的冗余。

我们知道,冗余意味着浪费,在人体中有这么多用不到的基因,其实是很是浪费能量,因为DNA每自我复制一次时,这些冗余的基因也会被卵白质复制一次,很是浪费能量。如果把这些能量节约下来,用于提高繁殖速度或者奔跑速度也能资助自己更好地生存。

于是,有些人在想,既然有大量的基因是无用的,为什么生物在演化时,仍然要保留这些基因呢?初看之下这个问题很简朴,但谜底却并不简朴。

我们知道,DNA在举行自我复制时,就相当于学生誊录作业,虽然DNA是个认真的学生,每次在誊录DNA时,都市自我检查一遍,但仍难免有错误,好比:有些字数抄错了,有些抄漏了,有的多写了。

也就是说,DNA并不能100%将自我完全复制,每复制一次会泛起极个体的碱基对复制错误,这些碱基对如果位于基因序列中,将会造成基因变异,好比:镰刀型贫血症等,多说一句,基因变异没有偏向,有的会造成生物患病,有些会资助生物生存,另有一些对人体影响不大。

如果泛起错误的碱基泛起于冗余的基因序列中,那么就有可能引发新的基因,但更大的可能是对人体没有任何影响,这是因为信使RNA在加工时,会将内含子剪切掉,所以纵然内含子发生变异也不影响人类正常生活。

如果,没有这些冗余基因,虽然比力节约能量,但如果DNA在每次自我复制时都泛起极个体的错误,这意味着我们还没长大,身体内的基因已经突变的不成样子了。

再者,冗余的基因并不冗余,我们知道生物在形成配子时,会发生联会现象,联会也就是相互交流碱基对。

如果联会的地方发生在基因序列中,将会造成基因变异。如果发生在冗余基因里,则可能不会影响生物的关键基因。

可是,冗余的基因也并非全是冗余的,偶然一些关键位点的碱基对复制错误,就有可能激活某个新的基因,成为我们身体中的一部门。

虽然冗余的基因可以充当基因的缓冲剂,但冗余的基因并不能无限长,这是因为过多的基因会造成大量能量浪费,导致成为生物的肩负。

但也不能过于短,因为过短倒霉于生物的稳定。

总结

有人说,纵然是最顶级的科学家,也无法制造出一个最简朴的生命,事实上简直如此。DNA的结构虽然简朴,可是从DNA到生命的历程却不简朴。