DNA，即脫氧核糖核酸，是大多數(shù)生物的核心遺傳物質(zhì)(除了一些RNA病毒)。它記錄了與生物體生命相關(guān)的所有信息，包括所有的遺傳密碼。雖然從DNA到生物體的生老病死整個過程是一個極其復(fù)雜龐大的工程，需要很多物質(zhì)和條件的參與，但它始終牢牢占據(jù)著C位，在背后默默操作著一切。

DNA由脫氧核糖核酸組成:

單個DNA的結(jié)構(gòu)

在生命的進化中只選擇了四種這樣的物質(zhì)，然后通過無限的組合來定義不同的生命。

它們的區(qū)別在于含氮堿基的不同:腺嘌呤(a)；鳥嘌呤(克)；胞嘧啶(c)；胸腺嘧啶。

單個DNA分子分為:(腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)脫氧核苷酸。

如下圖:

然后兩兩配對，自然旋轉(zhuǎn)成一個螺旋，構(gòu)成了DNA雙螺旋的基本結(jié)構(gòu):

dna雙螺旋結(jié)構(gòu)

DNA分子確實把“簡單之路”的理念發(fā)揮到了極致:它類似于二進制組成的計算機信息世界。很神奇的是，物質(zhì)選擇了如此簡單而基本的聚合方式成就了整個生物界，從此再無其他方式涉足。

之后就復(fù)雜了。一個堿基對的長度是0.34 * 10-9米。人的每個細胞中大約有60億個堿基對，每個細胞中所有堿基對的長度大約為04米。

不同生物的DNA長度差異很大，長只是因為它們不大。下面是不同物種的DNA長度圖(C值):

NDA越長，生物就越大。

DNA鏈上有很多非基因編碼的片段，但也不是一無是處。它可以從概率上保護基因片段的安全?；蚱卧蕉?，DNA越穩(wěn)定，物種變異的可能性就越小。

從基因數(shù)量來說，復(fù)雜生物的基因更多。這是一些生物的基因列表:

水稻的基因組非常龐大。

蛋白質(zhì)的編碼基因:人類的基因數(shù)量比一些原始生物要少，但人類細胞中存在基因的“可變剪切”。通過將同一基因的mRNA翻譯成不同的片段并重組它們，可以產(chǎn)生許多不同的蛋白質(zhì)。長期的進化使得基因的編碼效率更高。

除了蛋白質(zhì)編碼基因，人類基因組還包含數(shù)千個RNA基因，包括轉(zhuǎn)錄rRNA、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)和信使RNA(mRNA)的基因。

此外，人類基因組包含許多不同的調(diào)控序列，控制基因表達。這些序列是典型的短序列，會出現(xiàn)在基因附近。

蛋白質(zhì)編碼序列(即外顯子)在人類基因組中不到5%。除了基因和調(diào)控序列，還有很多功能未知的領(lǐng)域。這些區(qū)域約占人類基因組的97%，其中許多屬于重復(fù)序列、轉(zhuǎn)座子和假基因。此外，還有大量不屬于上述已知分類的序列。

另外，每個人身上的基因因時而異，包括:1。1中的個體堿基轉(zhuǎn)換(單核苷酸多態(tài)性)。DNA一些小的重復(fù)序列，它們的位點和基因長度，在不同個體之間有很大的變異性。大多數(shù)配子(精子或卵子)的基因組突變都可能導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常(有些可能導(dǎo)致自然流產(chǎn)，所以并不是所有的胚胎都值得保護)，人類的一些疾病也與大規(guī)模的基因組異常有關(guān)。

人類基因組圖譜

另一個重要分支是線粒體，線粒體的基因不包含在人類細胞的細胞核中，由線粒體自身控制。而且，人體細胞中的線粒體基因都來自母親。線粒體缺乏檢查復(fù)制錯誤的能力，所以線粒體DNA(mDNA)的變異速度比核DNA(俗稱DNA)快。線粒體的突變速度快了20倍。

生物DNA不是像一團亂麻一樣裸露，而是有序規(guī)范的包裝:從DNA到染色體，包裝有四個階段:一級結(jié)構(gòu)和核小體。兩級結(jié)構(gòu)，螺線管。三級結(jié)構(gòu)，超油烯。四級結(jié)構(gòu)，染色單體。即DNA→壓縮7倍→核小體→壓縮6倍→螺線管→壓縮40倍→超級螺線管→壓縮5倍→染色單體。四級螺旋包裝形成的染色體結(jié)構(gòu)被壓縮了8400倍。

從DNA到染色體的包裝

DNA的壓縮和包裝可以極大地保護DNA的完整性，保證其穩(wěn)定性。最后，染色體會藏在細胞核里，給它們更好的庇護。

需要復(fù)制轉(zhuǎn)錄的DNA是否會按要求解卷，但也是在細胞核內(nèi)完成的，然后會打包保存，就像圖書館的書一樣。

除非需要細胞分裂(組織生長時產(chǎn)生配子細胞，兩者是不一樣的)，遺傳物質(zhì)才會有大的變化，復(fù)制環(huán)境也是在細胞核內(nèi)進行的。然后，在兩組染色體組裝后，細胞核再次破裂，它們被有絲分裂的絲狀蛋白分開，形成兩種不同的細胞:

普通細胞分裂

生殖細胞分裂

而這一切都是自然的結(jié)果，生物也是自然的一部分，所以敬畏自然是很自然的。

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