DNA的解释和探索

内容

• 关于DNA
• DNA在健康，疾病和衰老中的作用
• 您广阔的基因组
• DNA损伤和突变
• DNA与衰老
• DNA由什么构成？
• DNA是什么样的？
• DNA有什么作用？
• DNA帮助您的身体成长
• 您如何从DNA密码转换为蛋白质？
• 在哪里找到DNA？
• 真核细胞
• 原核细胞
• 当细胞分裂时会发生什么？
• 带走

为什么DNA如此重要？简而言之，DNA包含生命所必需的说明。

DNA中的代码为如何生产对我们的生长，发育和整体健康至关重要的蛋白质提供了指导。

关于DNA

DNA代表脱氧核糖核酸。它由称为核苷酸的生物构建单元组成。

DNA不仅对于人类而且对于大多数其他生物都是至关重要的分子。 DNA包含我们的遗传物质和我们的基因-这就是使我们与众不同的原因。

但是DNA到底是什么 做？继续阅读以发现有关DNA结构的更多信息，其作用以及为何如此重要。

DNA在健康，疾病和衰老中的作用

您广阔的基因组

您的DNA的完整集合称为您的基因组。它包含30亿个碱基，20,000个基因和23对染色体！

您从父亲那里继承了一半的DNA，从母亲那里继承了一半。该DNA分别来自精子和卵。

基因实际上只占您基因组的一小部分-只有1％。其余的99％有助于调节何时，如何以及以何种数量生产蛋白质。

科学家们仍在越来越多地了解这种“非编码” DNA。

DNA损伤和突变

DNA密码容易损坏。实际上，据估计，我们每个细胞每天都会发生成千上万的DNA损伤事件。可能由于DNA复制错误，自由基和暴露于紫外线辐射等因素而导致损坏。

但是不要害怕！您的细胞具有专门的蛋白质，可以检测和修复许多DNA损伤情况。实际上，至少有五种主要的DNA修复途径。

突变是DNA序列的变化。他们有时可能很糟糕。这是因为DNA密码的更改可能对蛋白质的制造方式产生下游影响。

如果蛋白质无法正常工作，则可能导致疾病。由于单个基因突变而发生的疾病的一些例子包括囊性纤维化和镰状细胞性贫血。

突变也可以导致癌症的发展。例如，如果编码参与细胞生长的蛋白质的基因发生突变，则细胞可能生长并失控。一些致癌突变可以遗传，而其他一些则可以通过暴露于紫外线，化学物质或香烟烟雾等致癌物而获得。

但是，并非所有的变异都是不好的。我们一直都在获取它们。有些无害，而另一些则对我们作为一个物种的多样性做出了贡献。

超过1％的人口中发生的变化称为多态性。一些多态性的例子是头发和眼睛的颜色。

DNA与衰老

人们认为，随着年龄的增长，未修复的DNA损伤会累积，从而有助于推动衰老过程。哪些因素可以影响这一点？

在与衰老相关的DNA损伤中起重要作用的是自由基造成的损伤。但是，这种损坏机制可能不足以解释老化过程。也可能涉及几个因素。

关于DNA损伤随着年龄增长而累积的原因之一是进化。人们认为，当我们达到育龄并育有孩子时，DNA损伤会得到更忠实的修复。在我们达到生殖高峰之后，修复过程自然会减少。

可能与衰老有关的DNA的另一部分是端粒。端粒是在染色体末端发现的重复DNA序列片段。它们有助于保护DNA免受损坏，但随着DNA复制的每一轮，它们也会缩短。

端粒缩短与衰老过程有关。还发现，某些生活方式因素，例如肥胖，接触香烟烟雾和心理压力可能会导致端粒缩短。

也许做出健康的生活方式选择（例如，保持健康的体重，控制压力和不吸烟）可以减缓端粒的缩短？这个问题仍然引起研究人员的极大兴趣。

DNA由什么构成？

DNA分子由核苷酸组成。每个核苷酸包含三个不同的成分-糖，磷酸基和氮碱基。

DNA中的糖称为2'-脱氧核糖。这些糖分子与磷酸基团交替排列，构成了DNA链的“骨架”。

核苷酸中的每个糖都带有一个氮碱基。 DNA中存在四种不同类型的氮碱基。它们包括：

• 腺嘌呤（A）
• 胞嘧啶（C）
• 鸟嘌呤（G）
• 胸腺嘧啶（T）

DNA是什么样的？

DNA的两条链形成称为双螺旋的3-D结构。如图所示，它看起来有点像梯子，被扭曲成螺旋状，其中碱基对是梯级，而糖磷酸酯主链是腿。

另外，值得注意的是，真核细胞核中的DNA是线性的，这意味着每条链的末端都是自由的。在原核细胞中，DNA形成环状结构。

DNA有什么作用？

DNA帮助您的身体成长

DNA包含生物体（例如您，鸟类或植物）生长，发育和繁殖所必需的指令。这些指令存储在核苷酸碱基对的序列内。

您的细胞一次读取三个碱基的密码，以生成生长和存活所必需的蛋白质。包含信息以制造蛋白质的DNA序列称为基因。

每组三个碱基对应于特定的氨基酸，这些氨基酸是蛋白质的组成部分。例如，碱基对T-G-G指定氨基酸色氨酸，而碱基对G-G-C指定氨基酸甘氨酸。

一些组合，例如T-A-A，T-A-G和T-G-A，也指示蛋白质序列的末端。这告诉细胞不要在蛋白质上添加更多的氨基酸。

蛋白质由氨基酸的不同组合组成。以正确的顺序放置在一起时，每种蛋白质在您的体内都会具有独特的结构和功能。

您如何从DNA密码转换为蛋白质？

到目前为止，我们已经了解到DNA包含一个代码，该代码为细胞提供了有关如何制造蛋白质的信息。但是，两者之间会发生什么呢？简而言之，这是通过两个步骤完成的：

首先，两条DNA链分开。然后，细胞核内的特殊蛋白质读取DNA链上的碱基对，以创建一个中间信使分子。

这个过程称为转录，产生的分子称为信使RNA（mRNA）。 mRNA是另一种核酸，其功能完全符合其名称的含义。它传播到细胞核之外，作为向构建蛋白质的细胞机械传递信息。

第二步，细胞的专门成分一次读取三个碱基对的mRNA信息，并通过氨基酸来组装蛋白质。此过程称为翻译。

在哪里找到DNA？

这个问题的答案可能取决于您所谈论的生物体类型。细胞有两种类型-真核和原核。

对于人来说，我们每个细胞中都有DNA。

真核细胞

人类和许多其他生物都有真核细胞。这意味着它们的细胞具有膜结合核和称为细胞器的其他膜结合结构。

在真核细胞中，DNA在核内。在称为线粒体的细胞器中也发现了少量的DNA，它们是细胞的强大力量。

由于细胞核内空间有限，因此必须将DNA紧密包装。包装有几个不同的阶段，但是最终产品是我们称为染色体的结构。

原核细胞

细菌等生物是原核细胞。这些细胞没有细胞核或细胞器。在原核细胞中，发现DNA紧密盘绕在细胞中间。

当细胞分裂时会发生什么？

人体细胞分裂是正常生长和发育的一部分。发生这种情况时，每个新细胞必须具有完整的DNA副本。

为了实现这一目标，您的DNA必须经历一个称为复制的过程。发生这种情况时，两条DNA链会分开。然后，专门的细胞蛋白使用每条链作为模板来制作一条新的DNA链。

复制完成后，将有两个双链DNA分子。分割完成后，将在每个新单元格中放入一组。

带走

DNA对于我们的生长，繁殖和健康至关重要。它包含细胞产生影响人体许多不同过程和功能的蛋白质所必需的说明。

由于DNA非常重要，因此损坏或突变有时会助长疾病的发展。不过，请务必记住，突变可以带来好处，也有助于我们的多样性。