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DNA是如何工作的

由:克雷格•Freudenrich博士。

DNA突变、变异和测序

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在这个过程中,基因序列的变化会产生重要的后果并导致疾病。

在人类基因组中,有5万到10万个基因。当DNA聚合酶复制DNA序列时,会发生一些错误。例如,一个基因中的一个DNA碱基可能会被另一个碱基取代。这叫做突变(具体点突变)或基因变异。因为遗传密码有内在的冗余,这个错误可能不会对由基因.在某些情况下,错误可能是在密码子的第三个碱基,但仍然指定了蛋白质中的相同氨基酸。在其他情况下,它可能在密码子的其他地方,并指定一个不同的氨基酸。如果改变的氨基酸不在蛋白质的关键部分,那么可能没有不良影响。然而,如果改变的氨基酸在蛋白质的关键部分,那么蛋白质可能是有缺陷的,不能正常工作或根本不起作用;这种变化会导致疾病。

当一小段DNA从染色体上断裂时,也会发生其他类型的DNA突变。这些片段可以被放在染色体的另一个位置,从而中断正常的信息流动。这些类型的突变(缺失、插入、倒置)通常有严重的后果。

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如上所述,在人类基因组中有许多额外的DNA不能编码蛋白质。这种额外的非编码DNA的作用正在被积极研究。也许其中一些仅仅是使基因之间保持一定的距离,以便酶的转录。有些地方可能是环境化学物质结合并影响DNA转录和/或翻译的地方。此外,在这些额外的DNA中,有许多用于DNA分型的变异序列(见DNA证据的工作原理).

DNA测序

人类基因组计划(HGP)始于20世纪90年代,目标是确定整个人类基因组的序列。有哪些基因?他们被安置在哪里?基因和中间的DNA(非编码DNA)的序列是什么?这项任务是具有里程碑意义的,与美国将人类送上月球的阿波罗计划(Apollo Project)相同。HGP的科学家和承包商开发了自动化的、成本更低的DNA测序新技术。

基本上,要对DNA进行排序,你需要将复制DNA所需的所有酶和核苷酸(A、G、C和T)放入试管中。一小部分核苷酸上有荧光染料附着(每种类型都有不同的颜色)。然后把要测序的DNA放入试管中,让它孵育一段时间。

在孵育过程中,样本DNA被一次又一次地复制。对于任何给定的副本,当荧光核苷酸被放入其中时,复制过程就停止了。所以,在孵育过程的最后,你会得到许多不同大小的原始DNA片段并以一个荧光核苷酸结尾。想看这个DNA测序过程的动画,请访问DNA的互动,进入技术,然后排序和排序。

DNA技术将继续发展,因为我们试图了解人类基因组的要素如何工作和与环境的相互作用。

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更大的链接

来源

  • DNA分子结构的发现——双螺旋结构NobelPrize.org。http://nobelprize.org/educational_games/医学/ dna_double_helix / readmore.html
  • DNA互动http://www.dnai.org/index.htm
  • "双螺旋:50年的DNA "《自然》,2007年3月15日http://www.nature.com/nature/dna50/index.html
  • 基因组学及其对科学和社会的影响:2003年初级读本人类基因组计划,美国能源部,2003年。http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/ publicat / primer2001 / index.shtml
  • “分子生物学检查。”国家生物技术信息中心。2002年11月4日。http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Class/MLACourse/Modules/ MolBioReview / index . html
  • NIH/NCBI Science Primer http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/index.html
  • 《人类基因组计划背后的科学》人类基因组计划信息。2006年8月29日。http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/项目/ info.shtml
  • "寻找DNA -分子生物学的诞生"最佳访问:国家卫生博物馆,1990年。http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/Search_for_DNA.html
  • “照片51的秘密。”PBS新星。http://www.pbs.org/wgbh/nova/photo51/