双螺旋图像通过Pixelbay.com,在创作共用下使用。
我对生物学的兴趣来自于单个细胞的复杂性和组织性。我惊讶地发现,如果人体中的每一个DNA分子都被打开,它会延伸到冥王星,然后再返回。作为一个好奇的学生,我不禁想知道:它都做了什么?
DNA是一个令人难以置信的复杂的大分子。它由一系列具有糖和磷酸盐骨架的核苷酸组成,以及氮碱的组合。这些基础将在一起进行DNA的商标双螺旋。
DNA通常被称为生命规范,因为它只是:一个代码,包含关于如何构建各种蛋白质的说明。蛋白质是细胞中必需的“重升温器”,执行多种不同的功能。许多蛋白质用作酶,催化化学反应。其他蛋白质可以保护和维持细胞的结构,在细胞内移动货物,甚至可以帮助细胞与其他细胞通信并信号。
当一个细胞需要一种特定的蛋白质时,它就会启动一个叫做转录的过程。这是当DNA的一个特定区域被复制到一个被称为信使RNA(信使RNA)的“转录本”。这个过程被称为转录,因为DNA和RNA使用非常相似的编码系统,这类似于记录采访。
一旦信使rna包含了所要求的蛋白质的密码,它就会经历第二个过程,即翻译。这里的翻译是指将信使rna转换成蛋白质,相当于将信息从一种语言翻译成另一种语言。
就像一串核苷酸组成DNA和RNA一样,一串氨基酸组成蛋白质。就像一堆乐高积木可以变成城堡、机器人甚至飞行汽车一样,独特的氨基酸序列决定了蛋白质的身份。一个细胞有专门的机制来读取mRNA转录本,并将其转化为相应的蛋白质,类似于乐高的说明书。一旦翻译完成,这串氨基酸就形成了一个功能完整的蛋白质。
虽然细胞和分子生物学已经被研究了几个世纪,但我们仍然只是瞥见了冰山一角。将DNA转录为信使rna并随后将信使rna翻译为蛋白质的过程是DNA的一个重要功能。然而,有一小部分(约2-3%)的DNA以这种方式编码蛋白质。事实上,直到最近,剩下的97-98%的DNA被统称为“垃圾DNA”。
绝大多数的DNA仍然是一个谜。在世界各地的实验室里进行的许多研究都试图更好地理解它的其他功能,探索为什么我们的细胞花费这么多精力来维持这些看似“垃圾”DNA的区域。通过解开这些秘密,我们将对细胞生物学有更好的了解,有可能为目前无法治愈的疾病提供新的治疗方法。
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