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dna的作用 dna是什么物质

2024-10-08 13:13:17文/勾子木

DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。DNA中的核苷酸中碱基的排列顺序构成了遗传信息。该遗传信息可以通过转录过程形成RNA,然后其中的mRNA通过翻译产生多肽,形成蛋白质。

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dna的作用

在基因组中,遗传信息存储在称为基因的DNA序列中,这个遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证。事实上,在转录过程中,遗传信息可以很容易地被转录到互补的RNA链中(mRNA)。mRNA通过翻译合成蛋白质。或者,细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息。

基因组结构

真核生物基因组DNA位于细胞核内,线粒体和叶绿体内也有DNA。原核生物DNA被包裹在细胞质中不含细胞膜的不规则细胞器类核中。遗传信息包含在基因中,基因是能够影响生物体表型的遗传单位。每个基因含有开放阅读框(能够转录成RNA的区域)和由启动子和增强子组成的调节区。在许多物种中,只有一小部分基因组序列可以被转录和翻译。

例如,人类基因组中只有1.5%序列含有编码蛋白质的外显子,超过50%的人类基因组由重复的非编码DNA序列组成。在任何情况下,不编码蛋白质的DNA序列也可以转录成非编码RNA,参与基因表达的调控。 一些非编码序列是对染色体的结构组成部分。端粒和着丝粒区域通常含有非常少的基因,但对于染色体的功能和稳定性是必需的。

转录和翻译

基因是含有能够影响生物体表型特征的遗传信息的DNA序列。基因内的DNA碱基序列作为模板可以合成RNA分子,在大多数情况下,RNA分子被翻译成多肽,最终称为蛋白质。将基因的核苷酸序列复制到RNA链中的过程称为转录,由RNA聚合酶催化发生。

RNA链有不同的命运:一些RNA分子实际上具有结构(例如在核糖体内发现的那些rRNA)或催化(如核酶)功能;绝大多数RNA经历成熟过程产生mRNA,被翻译成蛋白质。翻译过程发生在细胞质中,其中mRNA与核糖体结合,并由遗传密码介导。核糖体允许顺序读取mRNA密码子,有利于它们识别和与特定tRNA相互作用,这些tRNA携带对应于每个单个密码子的氨基酸分子。

遗传密码

遗传密码是一组规则,将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列,以用于蛋白质合成。密码子由mRNA上的三个核苷酸(例如ACU,CAG,UUU)的序列组成,每三个核苷酸与特定氨基酸相关。

例如,三个重复的胸腺嘧啶(UUU)编码苯丙氨酸。使用三个字母,可以拥有多达64种不同的组合。由于有64种可能的三联体和仅20种氨基酸,因此认为遗传密码是多余的(或简并的):一些氨基酸确实可以由几种不同的三联体编码。但每个三联体将对应于单个氨基酸。最后,有三个三联体不编码任何氨基酸,它们代表停止(或无意义)密码子,分别是UAA,UGA和UAG。

dna是什么物质

DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

DNA分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。

脱氧核糖核酸(DNA)是生物细胞内携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息的一种核酸,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。

dna有什么用途

法医鉴定

通常从血液、皮肤、唾液、头发和其它组织和体液中分离DNA,以识别罪犯或犯罪行为。常用的遗传指纹识别。该技术比较重复DNA的可变区段的长度,例如短串联重复序列和小卫星,它们在个体之间有不同。因此,检查中的两个DNA样品之间的比较不是基于对整个DNA序列的分析,而是仅基于这些重复序列部分。

事实上,两个没有血缘关系的个体间99.9%的DNA序列是相同的。这种方法通常非常可靠,但犯罪现场被其他人的DNA污染时,对罪犯的识别会很复杂。这种方法由英国遗传学家Sir Alec Jeffreys于1984年开发。遗传指纹识别也可用于识别群体性事件的受害者。未经同意采集DNA的行为称为基因盗窃。

基因工程

现代生物学和生物化学大量使用DNA。术语重组DNA是指人工构建和组装的DNA片段。它们可以以质粒的形式或通过其它类型的载体整合插入到生物体中。由此产生的生物被称为转基因生物。可用于生产重组蛋白,用于生物医学研究或农业栽培。

食品安全

2022年,国际标准化组织(ISO)发布两项国际标准,通过实时荧光PCR方法检测火鸡和鹅的特异DNA片段,实现了对食品和饲料中相关动物成分种类的鉴定。该方法标准的建立将有效遏制企业肉类掺假行为,对保障全球肉类真实性和饲料安全性发挥重要的技术支撑作用。

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