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的生物功能

时间:2023-03-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:DNA双螺旋结构的建立使得人们进一步从结构生物学的角度认识DNA作为遗传信息载体的功能。DNA的遗传信息是以基因的形式存在的。DNA是细胞内DNA复制和RNA合成的模板。DNA具有高度稳定性的特点,用来保持生物体系遗传的相对稳定性。

人们早在20世纪30年代就已经知道了染色体是遗传物质,也知道了DNA是染色体的组成部分。但是直到1944年,Oswald Avery才首次证明了DNA是细菌遗传性状的转化因子。他们利用从有荚膜的致病的Ⅲ型肺炎球菌中提纯的DNA使另一种无荚膜的非致病性的Ⅱ型肺炎球菌细胞转变成了致病菌,而蛋白质和多糖物质没有这种功能。已经转化了的细菌,其后代仍保留了合成Ⅲ型荚膜的能力。如果DNA被脱氧核糖核酸酶降解后,则失去转化功能。这些结果证明了DNA是遗传的物质基础。DNA双螺旋结构的建立使得人们进一步从结构生物学的角度认识DNA作为遗传信息载体的功能。

DNA的遗传信息是以基因的形式存在的。基因(gene)是指DNA分子中的特定区段,其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。DNA是细胞内DNA复制和RNA合成的模板。DNA的核苷酸序列以遗传密码的方式决定了蛋白质的氨基酸顺序(参见第25章)。依据这一原理,DNA利用四种碱基的不同排列对生物体的所有遗传信息进行编码,经过复制遗传给子代,并通过转录和翻译确保生命活动中所需的各种RNA和蛋白质在细胞内有序合成。

一个生物体的基因组(genome)是它的全部遗传信息,即DNA分子的全部序列。但有些病毒的基因组是RNA。各种生物的基因组的大小、结构,基因的种类和数量都是不同的。一般来讲,进化程度越高的生物体,其DNA分子越大越复杂。简单生物的基因组可能仅含几千个碱基对,而高等动物的基因组可高达3×109碱基对,使可编码的信息量大大增加。人类基因组的全部碱基序列测定工作已经完成,为基因功能的研究奠定了基础。

DNA携带着生物体的遗传信息,并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础,也是个体生命活动的信息基础。DNA具有高度稳定性的特点,用来保持生物体系遗传的相对稳定性。同时,DNA表现出高度复杂性的特点,它可以发生各种重组和突变,适应环境的变迁,为自然选择提供机会。

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