脱氧核苷酸(核糖核苷酸的结构式)2020-03-02 16: 58钟鸣谈科学
染色体、DNA和基因之间的差异在日常生活中,像染色体、DNA、基因和RNA这样的词经常出现在一些生物学新闻中 。这些听起来很晕的东西,其实描述的是不同的东西 。这里我们可以做一个简单的区分 。众所周知,人是由细胞组成的,而细胞又是由细胞核和细胞质组成的,其中细胞核内有染色体 。不同的物种有不同的染色体 。人类共有23对染色体,其中22对为常染色体,1对为性染色体,即X染色体和Y染色体 。女性性染色体是XX,男性性染色体是XY 。
【核糖核苷酸的结构式 脱氧核糖核苷酸】染色体主要由DNA和蛋白质组成 。染色体的遗传物质是DNA 。DNA是双螺旋结构 。分子又叫脱氧核苷酸,其中有四种碱基,分别用A、T、C、G表示,碱基对的顺序就是遗传信息 。
但我们需要知道的是,人体内有大量的DNA,但并不意味着所有的信息都会被表达出来 。其实能表现出来的很少,或者说我们说有效片段很少 。我们称最终表达的或有效的片段为基因 。
那么RNA到底是什么?跟基因有什么关系?
基因表达事实上,人体内的RNA主要与基因表达有关 。不知道大家有没有想过这个问题 。基因是我们身体中的遗传物质 。他们如何表达自己?
事实上,这个过程中需要RNA 。具体来说,因为染色体存在于细胞核中,而根据上面我们知道基因其实是存在于染色体上的 。如果一个基因要表达,只有两条路,一是去细胞核外完成所有的生命活动,二是找一个辅助者来完成 。我们的基因选择了第二条路径,那就是寻找一个辅助者,这个辅助者就是RNA,或者更准确的说是信使RNA(mRNA) 。基因会通过转录和碱基互补的原理合成一个信使RNA,这个过程都是在细胞核内部完成的 。
之后,信使RNA就会从细胞核的核孔中出来,这时就有一个带有特定氨基酸的转运RNA(tRNA)来合成肽链 。这些肽链连接在一起,以特定的方式折叠成空结构,可以形成特定的蛋白质 。这个过程也叫翻译 。(在这个过程中,会有核糖体RNA(rRNA)催化肽链的合成 。)
基因通过指导RNA合成蛋白质来完成生命活动,这也是基因表达的过程 。RNA在这个过程中扮演着信使和搬运工的角色,这也是RNA的主要工作 。
RNA充当遗传物质其实RNA不仅可以做这些脏活,事实上它还可以作为遗传物质 。病毒的遗传物质大部分是RNA,比如这次病毒的遗传物质是RNA 。然而,在今天具有细胞结构的生物中,它们的遗传物质基本上是DNA 。
科学家认为,事实上,最早的生物实际上是利用RNA作为遗传物质的 。这个假说也被称为RNA世界假说 。
其实这也很好理解 。我们都知道RNA和DNA都有碱基,它们利用碱基互补的原理来完成任务 。DNA指导RNA完成生命活动 。因此,只要RNA能完成类似DNA的自我复制,就可以作为遗传物质 。
科学家们已经在实验室成功地使RNA自我复制 。不仅如此,科学家还构建了大肠杆菌的DNA-RNA杂交基因组 。这个实验证明,即使存在DNA-RNA杂交链的中间状态,生物也不会死亡 。
所以RNA最早可能是生物的遗传物质,只是后来逐渐被取代了 。
那你可能要问了,为什么非要慢慢变成DNA呢?
其实原因很多 。我们主要谈谈主要的和根本的原因 。首先,DNA是双螺旋结构,足够稳定 。即使复制出现错误,由于碱基互补的原理,也很容易纠正错误 。RNA是单链的,所以在复制的过程中很容易出错 。一旦出现误差,很容易发生变异,不利于形状控制 。
当然,还有一些次要原因 。比如我们都知道DNA在细胞核内,完成生命活动的步骤其实是在细胞核外进行的,所以这样其实更安全 。如果是RNA,就不需要有细胞核,但是细胞丢失了,就容易出问题 。因此,DNA逐渐取代RNA成为生物遗传物质 。但这并不是说RNA不能作为遗传物质,相反,它可以作为遗传物质存在 。
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