你知道DNA的主干是什么吗?
著名的双螺旋?
请仔细阅读,找出答案。
DNA是什么?
脱氧核糖核酸(DNA)是在细胞核中发现的一种化学物质细胞并带有生物体的发展和运作的“指示”。
它通常与一组蓝图进行比较,因为它包含构建单元所需的指令。
这些指令沿着一条DNA链被分成几段,被称为基因。
基因是一种DNA序列,编码蛋白质的生产,并控制遗传特征,如眼睛颜色或性格行为。
蛋白质决定了细胞的类型和功能,所以一个细胞知道它是皮肤细胞、血细胞、骨细胞等等,以及如何执行它相应的任务。
其他的DNA序列负责结构目的或参与调控和使用遗传信息。
DNA的结构
DNA的结构可以比作梯子。
它有一个交替的磷酸和糖骨架,构成梯子的“两侧”。
(Deoxyibose是DNA的骨干中发现的糖的名称。)
在糖-磷酸骨架的两侧有四个含氮碱基:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。
(如磷酸盐,糖和碱的那样的分组构成称为核苷酸的DNA的亚基。)
这些碱基组成了梯子的“梯级”,并附着在脱氧核糖(糖)分子所在的主链上。
化学碱基通过氢键相互连接,但碱基只能连接特定的碱基伙伴——腺嘌呤和胸腺嘧啶相互连接,胞嘧啶和鸟嘌呤相互连接。
这些碱基的排列是非常重要的,因为它决定了生物体将是什么——植物、动物还是真菌。
这被称为遗传编码。例如,DNA的一边可能有AAATTTCCCGGGATC的遗传密码。它的互补面必须是TTTAAAGGGCCCTAG。
尽管DNA的形状通常被描述为梯子,但它也不是直梯。
它向右扭曲,使DNA分子的形状成为右旋双螺旋。这种形状允许大量的遗传信息被“塞”到一个非常小的空间里。
事实上,如果你在一个细胞端中排出每分的DNA分子,则股线的长度为6英尺。
DNA自我复制
在一个细胞分裂并产生新细胞之前,它必须首先复制自己的DNA。
该过程称为DNA复制。
当复制的时候,将碱基对连接在一起的氢键就会断裂,从而使两条DNA链展开并分离。
这种特殊的碱基配对为DNA进行精确的自我复制提供了一种途径。原始DNA的每一半仍有一个连接在糖-磷酸骨干上的碱基。
一条新的DNA链是由一种叫做DNA聚合酶的酶合成的。它读取原始链,并将互补碱基与原始链匹配。
(糖-磷酸骨干与新的碱基一起出现。)
新链附着在原始DNA的两侧,形成两个相同的DNA双螺旋,由一条原始链和一条新链组成。请注意,以上对DNA复制的解释是高度简化的。
DNA是如何使用的
所有生物——植物、动物和人类——都以染色体的形式将DNA从父母传递给后代。
在人类中,23条染色体从母亲那里遗传下来,23条染色体从父亲那里遗传下来,给孩子46条染色体。
染色体携带来自父母的基因,但并不是父母的所有基因都被携带。
对于每个孩子来说,不同的基因会从父母那里遗传下来,从而形成每个孩子独特的DNA。这意味着,尽管所有人类的基因密码99.9%相同,但除了真正的同卵双胞胎,没有人拥有完全相同的DNA密码。
知道了这一点,DNA可以在各种情况下用来识别人。这个领域被称为法医科学.
DNA通常被用来查明受害者和嫌疑人的身份,同时排除无辜的人成为犯罪嫌疑人。
它还被用来证明或否定家庭关系,确认失踪人员,以及确认那些在身体上无法辨认的灾难受害者。
由于DNA可以在各种人体组织和液体中发现,诸如头发,尿液,血液,精液,皮肤细胞,骨骼,牙齿和唾液中的液体,因此当其他方法(例如指纹和牙齿结构)时,它在识别方面大大有助于识别不再可用。
医学领域也使用DNA。既然医生至少部分了解了DNA的工作原理,现代医学在识别疾病和寻找治疗方法方面取得了进展。
许多疾病,如囊性纤维化,是遗传性疾病,这意味着它们会从父母遗传给后代。
通过观察一个人的DNA,医生可以确定这种疾病是什么,或者一个人或他们的孩子对某种特定疾病的易感程度。医生还研究受损DNA细胞如何繁殖,以帮助他们找到治疗癌症和肿瘤等疾病的方法。
但DNA的知识并不仅仅用于人类。食品科学家利用DNA信息来改良作物和开发新的食物来源。
植物育种家选择高产、抗虫害、比同类植物更好地忍受环境胁迫的植物。
这在生长条件差和/或需要养活大量人口的地区尤为重要。然而,关于这些转基因食品来源对人类消费是否安全和健康的争论越来越多
DNA的科学项目
建立一个DNA模型
为了进一步了解DNA是如何构成的,我们可以建立一个DNA模型。这是一个简化的DNA模型,但它仍然可以让你大致了解糖、磷酸基和碱基是如何连接在一起形成著名的DNA双螺旋形状的。你可以用各种材料做一个模型。这是你如何用糖果做这件事。
你需要什么:
- 红色和黑色的空心甘草棒
- 小熊软糖
- 字符串
- 牙签
- 白色的小棉花糖
你该怎么做:
1.将红色和黑甘草切成一英寸的条带。
2.通过将甘草划线到弦中,使红色和黑色片段拧到绳子上,使两条相等的甘草绞线。
3.把四种不同颜色的小熊软糖、棉花糖和牙签放在一起。
4.把小熊软糖的两种颜色配对,然后再把另外两种颜色配对。例如,红色和橙色的软糖可以配对,绿色和黄色的软糖可以配对。
5.拿一个小熊软糖,把它穿在牙签上。把棉花糖穿在牙签上,这样棉花糖就在牙签的中间,挨着小熊软糖。把配套的小熊软糖穿在牙签上,这样它就在棉花糖旁边了。现在你应该有一根牙签,上面有一个软糖熊软糖。
6.重复第五步,制作更多的小熊软糖-棉花糖牙签,确保小熊软糖的颜色与它们的互补色相匹配。在你的甘草丝上有多少根红色的牙签就有多少根。
7.拿一根甘草,把小熊软糖牙签粘在上面,把每根红色牙签上的牙签连接起来。然后,拿第二根甘草,把它连接到牙签的另一边。再一次,把牙签和红色的甘草连接起来。最后你会得到一个“梯子”,用红色和黑色的甘草糖做梯子的两侧,用小熊软糖棉花糖牙签做梯子的梯级。
8.举起你的糖果梯子,然后逆时针旋转顶端,使梯子更加曲折。
事情发生的经过:
你刚刚制作了一股DNA的糖果模型。红甘草代表糖脱氧,黑甘草代表磷酸盐基团,它们在一起表示DNA的糖磷酸盐骨干。
小熊软糖代表了构成DNA代码的碱基。四种不同的颜色是用来代表四个不同的基地中发现DNA:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C),在您的模型中有多少并不重要基地你使用或放置在链,但重要的是,基地配对正确:A和T, G和c(在真正的DNA中,顺序确实很重要,因为它决定了它是什么类型的生物以及它将具有怎样的功能)。
胶粘熊之间的棉花糖代表连接碱基的氢键。这是DNA链在复制期间分开的点,并且新股连接到原始股线。
在逆时针方向上扭转梯子,使DNA模型成为真实的形状:右手双螺旋。