请问把嘌呤或嘧啶放大成足球大小,那么人的DNA有多长?

地球生命到底是如何形成的?

前不久,中国地质大学(武汉)地球科学学院的科学家们在一块42.8亿年前至37.5亿年前的岩石中发现微生物群落的迹象,将人类已知的地球生命起源时间至少向前推了3亿年!

目前大家普遍认为,在三四十亿年前,地球上的有机物通过一系列复杂的化学反应,逐渐变得越来越复杂,并且相互结合在一起,最终形成了最初的单细胞生物。然后单细胞生物又经历了漫长的岁月,地球的环境也在不断地优化,最终为复杂生命的出现创造了条件。

不过,也有科学家提出了非常惊人的理论,他们认为,地球生命可能来自外太空!这个理论不是像科幻小说一样,生命乘坐宇宙飞船来到地球,而是来自宇宙的极端生命随着陨石来到了地球,在这里生根发芽。还有人推测,这样的陨石应该是来自于火星,因为当时火星的环境更加宜居,更有可能形成生命。

(图片说明:有生源说)

这种理论听起来让人觉得不可思议,但也有很多人支持这个理论,这就是关于生命起源的一个学说——有生源说。甚至新冠疫情初期,还有专家怀疑新冠病毒是不是从外太空来的……

有生源说可能让你难以接受,不过科学家们相信:即便地球生命不是直接来自于宇宙,也和宇宙脱不开干系。地球生命需要的许多基础物质,都来自于外太空。

首先就是水,这一点是受到广泛认可的。大部分科学家相信,那些携带着水的小行星或者彗星撞在了地球上,带来了今天我们赖以生存的水资源。另外,还有其他关于地球水源的理论,其中很多也都和太阳系天体有关。

并且,在宇宙中,科学家们已经发现过许多有机物了,包括甲烷、油脂、酒精甚至氨基酸等等。这些有机物是形成生命的基础,在简单的有机物之上,才可能由它们结合形成复杂的有机物。

最近,科学家们取得了一项更加惊人的发现,从来自外太空的陨石上,他们竟然发现了DNA单元!

来自日本北海道大学的科学家所领导的一支科学团队,最近对三块陨石进行了研究分析。这三块陨石分别是在1969年坠落于澳大利亚的默奇森陨石,1950年坠落于美国肯塔基州的默里陨石,以及2000年坠落于加拿大不列颠哥伦比亚省的塔吉什湖陨石。

(图片说明:默奇森陨石)

这三块陨石有着共同的特点:非常古老,并且富碳。

古老,指的是它们可能形成于太阳系初期。这样的陨石不仅隐藏着太阳系历史的秘密,而且可能会给地球带来深远的影响。

至于富碳,那就更令人感兴趣了。这些陨石上不仅有碳元素,而且其中一部分碳元素还是以有机物的形式存在的,它们构成了地球生物遗传物质的一部分。

研究人员发现的不是整串的DNA链,而是组成DNA的基本单元——碱基。你可以把DNA想象成我们衣服上的拉链,它是由两条链组成的,可以紧扣在一起。拉链上有一个一个突出的链牙相互“咬”在一起,保持稳定,而DNA的“链牙”,就是一个一个的碱基。

DNA上一共有四种碱基,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。而且,这些碱基之间有固定的搭配,其中腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对(RNA中是尿嘧啶“代替”胸腺嘧啶)。一段复杂的碱基对,就是生物体内的一段基因,许多段基因和无用的DNA片段组合在一起,就是一条DNA双链了。

(图片说明:DNA和RNA的碱基)

当然,DNA上不仅仅有碱基对,还有脱氧核糖和磷酸,但这些碱基的发现不仅突破了科学家的认知,而且具有重要的意义。这意味着,构成地球生命的基本“元件”之一的核苷碱基,可能是来自于宇宙空间。

不仅如此,研究人员利用了最新的检测方法,以前所未有的精度和敏感度对这些碱基进行了检测分析,甚至还发现了以前从来没有检测到的嘧啶。

和水一样,这些碱基也有可能是在太阳系的晚期重轰炸期(即距今40亿到38亿年前)随着陨石坠落在地球上的。有了这次发现,我们甚至有理由推测,还有其他构成生命的基本化学物质,也有可能通过这种方式来到地球。

今年2月的时候,我们也介绍过,德国耶拿大学的天体物理学家在实验室中模拟出了太空环境下合成肽链的过程。肽链是介于氨基酸和蛋白质之间的结构,他们证明了太空环境有条件合成肽链,这也暗示着地球上的肽链有可能来自于宇宙!

研究人员指出:太空中可能存在着各种各样的核酸碱基,而且它们可能广泛地存在于太阳系内甚至太阳系以外的宇宙空间之中。它们可以通过光化学反应在宇宙空间合成,甚至在太阳系形成以前就已经存在了。

(图片说明:小行星龙宫和贝努)

随着日本从小行星龙宫以及美国从小行星贝努上采集到的样本回到地球,以及未来包括我国在内的更多小行星采样计划执行,科学家有望进一步确定地球上的核苷碱基是否来自于外太空。就算地球生命不是直接来自于宇宙,那也和宇宙脱不开干系。

还记得跨年演讲中,中科院武向平院士说:天文学家们因为相信外星生命的存在,所以才会去寻找。这些有机物的发现,或许真的暗示着宇宙中的生命是普遍的!这些物质可以来到地球,也可以去其他的天体。

(图片说明:武向平院士表示相信外星生命的存在)

和40亿年前的地球相比,很多天体也并非完全无法孕育生命,环境可能还要更宜居,凭什么就不能孕育生命呢?

}

的内容繁多,让很多考生有些不知道如何去复习,抓不住重点,下面是培训果/搜集整理的一些知识点,希望对考生们有所帮助。

    核酸占细胞干重的5-15%,1868年被瑞士医生Miescher发现,称为“核素”。在很长时间内,流行“四核苷酸假说”,认为核酸是由等量的四种核苷酸构成的,不可能有什么重要功能培训果/搜集整理。

Avery通过肺炎双球菌的转化实验首次证明DNA是遗传物质。正常肺炎双球菌有一层粘性发光的多糖荚膜,有致病性,称为光滑型(S型);一种突变型称为粗糙型(R型),无荚膜,没有致病能力(缺乏UDP-葡萄糖脱氢酶)。1928年,格里菲斯发现肺炎双球菌的转化现象,即将活的粗糙型菌和加热杀死的光滑型菌混合液注射小鼠,可致病,而二者单独注射都无致病性。这说明加热杀死的光滑型菌体内有一种物质使粗糙型菌转化为光滑型菌。艾弗里将加热杀死的光滑型菌的无细胞抽提液分级分离,然后测定各组分的转化活性,于1944年发表论文指出“脱氧核糖型的核酸是型肺炎球菌转化要素的基本单位”。

    1.纯化的、有高度活性的转化要素的化学元素分析与计算出来的DNA组成非常接近。

    2.纯化的转化要素在光学、超速离心、扩散和电泳性质上与DNA的相似。

艾弗里的论文发表后,有些人仍然坚持蛋白质是遗传物质,认为他的分离不彻底,是混杂的微量的蛋白质引起的转化。1952年,Hershey和Chase的T2噬菌体旋切实验彻底证明遗传物质是核酸,而不是蛋白质。他们用35S标记蛋白质,用32P标记核酸。用标记的噬菌体感染细菌,然后测定宿主细胞的同位素标记。当用硫标记的噬菌体感染时,放射性只存在于细胞外面,即噬菌体的外壳上;当用磷标记的噬菌体感染时,放射性在细胞内,说明感染时进入细胞的是DNA,只有DNA是连续物质,所以说DNA是遗传物质。

    1956年,Fraenkel Conrat的烟草花叶病毒(TMV)重建实验证明,RNA也可以作为遗传物质。把TMV在水和酚中震荡,使蛋白质与RNA分开,然后分别感染烟草,只有RNA可以使烟草感染,产生正常后代。

    1953年DNA的双螺旋结构模型建立,被认为是本世纪自然科学的重大突破之一。由此产生了分子生物学、分子遗传学、基因工程等学科和技术,此后的30年间,核酸研究共有15次获得诺贝尔奖,占总数的1/4,可见核酸研究在生命科学中的重要地位。

    核酸是由核苷酸组成的大分子,分子量最小的是转运RNA,分子量25kd左右;人类染色体DNA分子量高达1011kd.核酸分为DNA和RNA两类,DNA主要集中在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量DNA.RNA主要分布在细胞质中。对病毒来说,或只含DNA,或只含RNA.因此可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒。


第二节 核苷酸一、核苷酸的结构

    核苷酸可分解成核苷和磷酸,核苷又可分解为碱基和戊糖。因此核苷酸由三类分子片断组成。戊糖有两种,D-核糖和D-2-脱氧核糖。因此核酸可分为两类:DNA和RNA.

(一)碱基(base)

是嘧啶的衍生物,共有三种:胞嘧啶(cytosine,Cyt)、尿嘧啶(uracil,Ura)和胸腺嘧啶(thymine,Thy)。其中尿嘧啶只存在于RNA中,胸腺嘧啶只存在于DNA中,但在某些tRNA中也发现有极少量的胸腺嘧啶。胞嘧啶为两类核酸所共有,在植物DNA中还有5-甲基胞嘧啶,一些大肠杆菌噬菌体核酸中不含胞嘧啶,而由5-羟甲基胞嘧啶代替。因为受到氮原子的吸电子效应影响,嘧啶的2、4、6位容易发生取代。

    2.嘌呤碱(purine,pu) 由嘌呤衍生而来,常见的有两种:腺嘌呤(adenine,Ade)和鸟嘌呤(guanine,Gua)。嘌呤分子接近于平面,但稍有弯曲。自然界中还有黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸、茶叶碱、可可碱和**。前三种是嘌呤核苷酸的代谢产物,是抗氧化剂,后三种含于植物中,是黄嘌呤的甲基化衍生物,具有增强心脏功能的作用。

    此外,一些植物激素,如玉米素、激动素等也是嘌呤类物质,可促进细胞的分裂、分化。一些抗菌素是嘌呤衍生物。如抑制蛋白质合成的嘌呤霉素,是腺嘌呤的衍生物。

    生物体中(A+T)/(G+C)称为不对称比率,不同生物有所不同。比如人的不对称比率为1.52,酵母为79,藤黄八叠球菌为0.35.

    3.稀有碱基 除以上五种基本的碱基以外,核酸中还有一些含量极少的稀有碱基,其中大多数是甲基化碱基。甲基化发生在核酸合成以后,对核酸的生物学功能具有重要意义。核酸中甲基化碱基含量一般不超过5%,但tRNA中可高达10%.

    核苷是戊糖与碱基缩合而成的。糖的第一位碳原子与嘧啶的第一位氮原子或嘌呤的第九位氮原子以糖苷键相连,一般称为N-糖苷键。戊糖是呋喃环,C1是不对称碳原子,核酸中的糖苷键都是β糖苷键。碱基与糖环平面互相垂直。糖苷的命名是先说出碱基名称,再加“核苷”或“脱氧核苷”。

    在tRNA中含有少量假尿嘧啶核苷(用Ψ表示),它的核糖与嘧啶环的C5相连。

    规定用三字母符号表示碱基,用单字母符号表示核苷,前面加d表示脱氧核苷。戊糖的原子用带‘的数字编号,碱基用不带’的数字编号。

    核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化,就形成核苷酸。核糖核苷的糖环上有三个羟基,可形成三种核苷酸:2‘、3’和5‘-核糖核苷酸。脱氧核糖只有3’和5‘两种。生物体内游离存在的多是5’核苷酸。用碱水解RNA可得到2‘和3’核糖核苷酸的混合物。

    稀有碱基也可形成相应的核苷酸。在天然DNA中已找到十多种脱氧核糖核苷酸,在RNA中找到了几十种核糖核苷酸。

细胞内有一些游离的多磷酸核苷酸,它们具有重要的生理功能。5‘-NDP是核苷的焦磷酸酯,5’-NTP是核苷的三磷酸酯。最常见的是5‘-ADP和5’-ATP.ATP上的磷酸残基由近向远以αβγ编号。外侧两个磷酸酯键水解时可释放出7.3千卡能量,而普通磷酸酯键只有2千卡,所以被称为高能磷酸键(~P)。因此ATP在细胞能量代谢中起极其重要的作用,许多化学反应需要由ATP提供能量。高能磷酸键不稳定,在1NHCl中,100℃水解7分钟即可脱落,而α磷酸则稳定得多。利用这一特性可测定ATP和ADP中不稳定磷的含量。

    细胞内的多磷酸核苷酸常与镁离子形成复合物而存在。GTP,CTP,UTP在某些生化反应中也具有传递能量的作用,但不普遍。UDP在多糖合成中可作为携带葡萄糖的载体,CDP在磷脂的合成中作为携带胆碱的载体。各种三磷酸核苷酸都是合成DNA或RNA的前体。

    鸟嘌呤核苷四磷酸酯和五磷酸酯在代谢调控中起作用,在大肠杆菌中,它们参与rRNA合成的控制。

    磷酸同时与核苷上两个羟基形成酯键,就形成环化核苷酸。最常见的是3',5'-环化腺苷酸(cAMP) 和cGMP.它们是激素作用的第二信使,起信号传递作用。可被磷酸二酯酶催化水解,生成相应的5'-核苷酸。

    碱基用三字母符号表示,核苷用大写单字母符号表示,前面加d表示脱氧核苷。戊糖的原子用带‘的数字编号,碱基用不带’的数字编号。

稀有核苷(修饰核苷)也用单字母符号表示,如D表示二氢尿嘧啶核苷,T表示胸苷。如果碱基上有修饰基团,就在表示核苷的大写字母前加上代表修饰基团的小写字母,在这个小写字母的右上方写明修饰位置,右下方写明修饰基团的数量(如只有一个可省略)。如㎡G表示2-N-甲基鸟苷,㎡,2,73G表示N2,N2,7-三甲基鸟苷,S4U表示4-硫代尿苷。核糖上的修饰基团写在表示核苷的大写字母右边,如Cm表示2'-O-甲基胞苷。

    核苷酸可在核苷符号旁加小写p表示,写在左边表示5'核苷酸,写在右边表示3'核苷酸。写几个就表示几个磷酸。3',5'-环化核苷酸可在前面加小写c,2',3'-环化核苷酸可在核苷符号后加〉P,如U〉P表示2',3'-环化尿苷酸。

    2.为需能反应提供能量。UTP用于多糖合成,GTP用于蛋白质合成,CTP用于脂类合成,ATP用于多种反应。

}

我要回帖

更多关于 人类dna的数据有多大 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信