基因的基础知识科普:什么是碱基,核苷酸,DNA,RNA,染色体,线粒体?
基因是指带有遗传讯息的DNA片段。人类的基因大部分在细胞核内,有23对染色体,共30亿个碱基对组成,少量分布在线粒体中(共16569个碱基对)。下面简单讲一下基因的基础知识。
一.碱基
碱基是DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)中记录生命基因的载体。DNA和RNA中主要的5种碱基分子结构如下图所示,DNA中用的是A,C,G,T,而RNA用的A,C,G,U。
二.核苷酸
核苷酸由3部分组成:碱基,核糖,磷酸。DNA中的核糖比RNA中的核糖少一个氧原子O,所以叫脱氧核糖。根据碱基不同,DNA中脱氧核糖核苷酸有4种:dAMP、dGMP、dCMP和dTMP,RNA中核糖核苷酸主要也有4种:AMP、GMP、CMP和UMP。
三.DNA
DNA分子由数量众多的核苷酸组成双螺旋结构。其中碱基A和T连接,G与C连接形成碱基对。
四.RNA
与DNA的双螺旋稳定结构不同,RNA为单链的结构。RNA根据功能不同,又分为mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)、rRNA(核糖体RNA)等。DNA转录成mRNA再编码氨基酸,最后组成组成蛋白质的过程大致如下图所示:
五.染色体
染色体存在于细胞核中,由DNA和蛋白质组成,一条染色体有一个DNA分子,DNA分子在染色体内被螺旋化,以缩小体积。人的染色体中DNA分子伸展开来的长度平均约为几个厘米,而染色体被压缩到只有几纳米的范围内。
人的体细胞内有23对染色体。包括22对常染色体和一对性染色体。 男性为22对常染色体+XY。女性为22对常染色体+XX。但是,生殖细胞中的染色体只有正常体细胞的一半。女性卵子染色体的组成:22条常染色体+X。男性精子分2类:含有22条常染色体+X染色体的(受精为女孩),含有22条常染色体+Y染色体的(受精为男孩)。
六.线粒体DNA
除了染色体含有基因外,在线粒体中还含有少量的基因。
人的线粒体DNA都来源于卵子,所以线粒体DNA都是通过母系来遗传的。
前段时间两个妈妈一个爸爸的新闻,就是使用了第2个女性的线粒体替代了原来妈妈的线粒体,从而实现了基因的改变。
后记:
基因技术目前还在起步阶段,人类基因组测序也是2005年才完成。今后几十年甚至几百年,人类将会在基因革命的路上越走越远。
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