我們有許多DNA

2024-10-11 01:50:49 作者: 特倫斯·艾倫

  如果將人類細胞核中的雙鏈DNA排成單條分子,那麼其總長將達到1.5米左右。DNA攜帶的遺傳信息儲存於胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)這四個核苷酸鹼基的排列順序之中。其中每三個鹼基對應編碼一個胺基酸(例如TTA編碼亮氨酸,而TTT則編碼苯丙氨酸)。一個基因可能需要成百上千個鹼基才能產生一個蛋白質。對於儲存在DNA上的信息而言,需要200本電話簿才能將30億個鹼基序列印全。然而,人類23 600個基因僅占用了DNA大約2厘米的長度,而我們仍不清楚DNA剩餘98.5%的功能。這些DNA最開始被認為是「無價值」的DNA。「無價值」這個術語在某種程度上體現了早期研究者的無知,因此,「非編碼」(不編碼基因)是一個更合適的描述。由於細胞不太可能在每次分裂時無緣無故地複製超過十分之九的多餘DNA,因此我們應考慮這些大量的DNA可能具有未知的功能,而非沒有功能。一些非編碼DNA對細胞十分重要,與編碼區一樣,非編碼區的DNA損傷也可引起細胞死亡。此外,非編碼DNA中還包含有假基因,即不再用於製造蛋白質的序列。這可能是進化過程中積累下來的信息。儘管這些信息可能沉寂了數百萬年的時光,但也可以被重新激活並積極地發生轉錄。幾乎可以肯定的是,一些非編碼DNA源於細胞遭受感染後與病毒DNA的結合。一旦遭受感染,人體很難完全清除病毒DNA。隨著進化的進行,這一部分DNA可以達到相當大的數量,估計可以達到人類基因組的8%。

  基因本身具有複雜的結構,其起始端含有一個起始密碼子,即啟動子,末端含有一個終止密碼子,即終止子。在基因的編碼序列即外顯子(exon)中,存在嵌入其中的非編碼序列,即內含子(intron),這些非編碼序列在翻譯前須被去除。一般來說,如果一個原始的生命體含有某一個特定的基因,那麼那些更為複雜的生命體中會含有大量該特定基因相關的基因,其數量與進化時間密切相關。這表明,隨著時間的推移,基因通常會被複製,並進一步實現其序列的進化。


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