《流行科学》DNA 指南

什么是 DNA?

DNA(脱氧核糖核酸)是地球生命极其重要的分子。所有已知的生物都利用其细胞生长和发育、分裂和功能中的遗传信息——而 DNA 负责编码这些信息。从结构上看,DNA 是一个双螺旋(非常像旋转楼梯),链中的每一步都是传递遗传信息的长编码的一部分。

历史

生物将信息传递下去的想法已经存在了几个世纪——看看人类三代人(比如祖父、父亲和儿子)通常就会表明,身体特征在某种程度上是遗传的。此外,进化论认为,一个物种的某一世代是其前几代人的延续,可能也是对其的适应。然而,很长一段时间以来,对于物种如何遗传性状并没有很好的解释(19 世纪 50 年代,格雷戈尔·孟德尔给出了第一个解释)。

DNA 于 1869 年被分离出来,在接下来的 50 年里,科学家们逐渐加深了对这种分子的理解。大约在 1930 年,科学家们开始假设 DNA 是遗传信息的载体。1943 年,奥斯瓦尔德·艾弗里证实了这一假设。

剩下的谜团是这种分子的精确结构。1953 年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现了双螺旋结构;10 年后,他们因这项发现获得了诺贝尔奖。分子生物学领域由此诞生。

现状

如今,我们对 DNA 的理解使我们能够做以前无法想象的事情。我们可以通过操纵生物的 DNA 来对其进行基因改造——这是一种非常有争议的能力,而且很早就被预料到了。我们可以利用犯罪现场留下的 DNA 样本,从看似微不足道的毛发(只要附有毛囊)来识别罪犯。另一项近期发展是人类基因组计划,它试图测序人类细胞中的所有 DNA。该项目于 2003 年完成。如今,存在一个包含(来自动物、细菌、真菌等的)大量基因组序列的数据库,使科学家能够快速比较不同物种,提取重要信息(如遗传相关性),并了解突变和疾病。此外,你也可以付费测序自己的 DNA,这可以让你大致了解你患遗传病的风险,了解你的遗传和祖先历史等。

Future

未来,个人 DNA 测序将变得更加经济实惠和便捷,尽管它是否会普及仍有待观察。

重组 DNA(有时称为合成生物学)是指 DNA 序列的操纵或创造。它最早在 20 世纪 70 年代开始应用,并且是一个快速发展的领域。重组 DNA 具有巨大的潜力,可以用于治疗遗传性疾病和缺陷,但许多人担心其潜在的负面用途——例如,在生物战争中——尽管制造比自然界中已有的毒素更强的毒素很困难。

 

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