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DNA 是什麼?概念、生命重要性、結構、DNA 複製和 RNA 差異

2024-09-12自然科學309

我們解釋 DNA 是什麼以及為什麼它對生命至關重要。結構、DNA 複製以及 DNA 和 RNA 之間的差異。

DNA 是什麼?概念、生命重要性、結構、DNA 複製和 RNA 差異

DNA 也具有雙螺旋形狀,盤繞在自身周圍。

DNA是什麼?

DNA或去氧核糖核酸是生命所必需的聚合物,存在於所有生物細胞和大多數病毒內。它是一種複雜的、長長的蛋白質,裡面儲存了個體的所有遺傳訊息,即構成其有機體的所有蛋白質的合成指令:可以說,它包含了組裝生命體的分子指令。

所述遺傳訊息的最小單位稱為基因,由構成 DNA 的特定核苷酸序列組成,並允許其遺傳傳播,這對於生命的進化至關重要。此外,這些結構還包含有關如何以及何時合成細胞基本成分的資訊。

DNA 包含在細胞中,或分散在細胞質中(對於原核生物:細菌和古細菌),或分散在細胞核內(對於真核生物:植物、動物、真菌)。為了對其進行解碼並用作模板,需要 RNA 或核糖核酸的干預,RNA 或核糖核酸在稱為轉錄/翻譯的過程中讀取結構並將其用作模板。

應該說,每個個體的DNA都是獨特且不同的,是其父母遺傳密碼在隨機發生的過程中組合的產物。當然,這是在有性生殖的生物體中,其中每個親本貢獻其基因組的一半來產生一個新個體。對於無性繁殖的單細胞生物來說, DNA分子在稱為複製的過程中自我複製。

DNA 的遺傳內容對於生命來說極為有價值,儘管如此,它還是有可能因接觸誘變劑而受到損害:電離輻射、某些化學元素甚至某些藥物(如化療),這會導致細胞合成時的轉錄錯誤。這可能導致個體患病和死亡,或導致缺陷結構的遺傳性傳播,從而產生具有先天缺陷的後代。

另請參閱:突變

DNA結構

DNA 分子是一長條稱為核苷酸的單位,而核苷酸又由糖分子(在本例中為脫氧核糖:C 5 H 10 O 4)、含氮鹼基(可以是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶)、和充當核苷酸之間的鍵的磷酸基團。因此,每個核苷酸在其所具有的含氮鹼基中與其他核苷酸區分開來,並且它們一起形成一條稱為DNA序列的鏈,並且可以使用每個鹼基的首字母進行轉錄,例如:ACTAGTCAGT...

DNA 也具有雙螺旋形狀,根據其序列、鹼基數量和特定功能,以三種不同的模式(稱為 A、B 和 Z)纏繞自身。這種結構是由於兩條核苷酸鏈透過氫鍵連接而產生的。

更多內容:DNA 結構

DNA複製

DNA 是什麼?概念、生命重要性、結構、DNA 複製和 RNA 差異

DNA 複製包括兩條 DNA 鏈的分離。

複製是DNA分子產生兩個與自身相同的分子的過程,是細胞繁殖的關鍵,因為體內的所有細胞都必須具有完全相同的基因組(如無性生殖),它們實際上是彼此的克隆。

這個過程包括兩條DNA鏈的分離,每條DNA鏈都將作為模板來合成新的伴侶。如果一切順利,最終將產生兩個相同的原始 DNA 分子,均為雙螺旋。因此,複製是繼承的關鍵。

假設 DNA 複製有三種:

  • 半保守。如前所述,鏈被分離,並從每條舊鏈合成一條新鏈。

  • 保守的。如果兩條舊鏈在作為模板後與它們的舊夥伴重新結合,最終會在舊的 DNA 分子旁邊出現一個全新的 DNA 分子,那麼就會發生這種情況。

  • 分散的。如果產生的螺旋由新舊 DNA 片段組成,就會發生這種情況。

DNA 與 RNA 之間的差異

DNA 和RNA 是相似的核苷酸鏈,但正如其名稱所示,它們的不同之處在於其結構中存在的糖類型:分別是脫氧核糖和核糖。

此外,RNA 幾乎是 DNA 的四倍,並且由單個螺旋而不是兩個螺旋組成。顯然,這種區別也是功能性的,因為 DNA 包含遺傳模板,而 RNA 負責執行或運輸它。



標籤: 生物學

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