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人体细胞中包含DNA总长可达2000万公里,是什么保证如此巨量的结构严丝合缝?
碱基,双螺旋,基因人体细胞中包含DNA总长可达2000万公里,是什么保证如此巨量的结构严丝合缝?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
DNA是什么,短小排列的电磁波段,电磁波是什么,是宇宙以太层面的光物,以太的光是什么,是宇宙源头意识投射的驱动力,DNA就是由这源头意识驱动力所投射的个体化片段。是源头意识充斥着的以太的光的能量构建出DNA电磁波段的排列,以及物质分子的排列。以太是正十二面体,物质的分子结构的排列即按照多面体几何结构所排列形成,比如雪花,都是源头意识的充斥着模板的驱动力所创造。
回答于 2019-09-11 08:43:50
对于这个问题怎么回答呢?请问细胞 DNA有尺寸吗?2000万公里是怎么计算出来的
人体由23对染色体组成,约2.5万个基因,含有约31.6 亿的DNA碱基对。
以上来源于网络,网络也只能说是“约”“大概”来表示
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先,明确一下,人体单个细胞里的DNA拉直后,长度大概在2~3米之间,人体大概有一万亿个细胞,因此考虑到体内所有的DNA串起来,大概会有两万亿米,大概相当于20亿公里,大约可以往返地球和太阳70次。
细胞的大小一般在1μm到100μm之间,而用来存储DNA的地方(原核细胞中称作拟核,真核细胞中称作细胞核)只占细胞大小的一小部分,在2000万公里与几微米的长度对比下,细胞是如何做到DNA的稳定的呢?让BioArt来告诉你。
碱基互补配对保持DNA链稳定性
DNA为双螺旋结构,即两条长长的链呈螺旋状交错上升。
图1 DNA双螺旋结构
每条链的基本组成单位是叫做“核苷酸”的化合物。核苷酸是由一个含有五个碳原子的糖类物质(脱氧核糖)左右分别连接磷酸基团和碱基。根据碱基的不同,组成DNA的核苷酸可以分为四种:腺嘌呤核苷酸、胸腺嘌呤核苷酸、鸟嘧啶核苷酸和胞嘧啶核苷酸。
图2 核苷酸结构(其中尿嘧啶在RNA中出现)
对于单独的一条链来说,核苷酸和核苷酸之间通过化学键相连,是有实质性的接触的,因此,可以将其可作是一个化学物质。而链与链之间,并没有实际的接触,那么如何保证链与链间既可以保持一定的距离,又不至于散开呢?答案是有一种看不见的力完成了这项工作。
如前所述,核苷酸靠近螺旋的内侧由碱基组成,而不同的碱基之间由于其化学结构的特殊性,会存在吸引力。具体来说,腺嘌呤和胸腺嘧啶之间,鸟嘌呤和胞嘧啶之间可以形成一种叫做氢键的化学力,从而将两条链“粘合在一起”。
当然除了氢键外,还存在一些其他形式的力,如范德华力,碱基堆积力等。并且下文中提到的帮助DNA折叠的组蛋白同样也发挥了重要的作用,因为磷酸骨架都是负电荷,而负电荷之间是会相互排斥的,而组蛋白在这里发挥的作用正是中和电荷,抵消这种负电荷之间的相互排斥。正是由于它们的存在,才保持了DNA双螺旋结构的稳定性。
图3 DNA链与链间通过碱基配对形成的力相连,链内通过化学键相连(G:鸟嘌呤;C:胞嘧啶;T:胸腺嘧啶;A:腺嘌呤)
在不断的折叠中稳定
下一个问题是,细胞是如何做到优雅而又不失稳定的将长长的DNA装进自己小小的容纳空间里呢。
其实,策略很简单,就是通过不断的折叠,指数倍的缩小DNA的长度。打个比方,我们的电脑里有很多很多的文件,为了让文件数目变少,同时又保留所有的信息,我们可以采取压缩的方式,而这也正是细胞在做的事情。
图4 DNA压缩过程
首先DNA在组蛋白的帮助下形成核小体。每一个核小体由大概150个碱基长(~150bp)的DNA片段和八个组蛋白构成。组蛋白的作用除了中和DNA的负电荷,还可以改变DNA链的构象,使组蛋白可有效缩短DNA。每隔一定的距离,就会形成这样的一个核小体。然后每个核小体像珠子一般挂在DNA链上。经过这一步,DNA大概被压缩了7倍。之后,这些“珠子”又相互缠绕堆积,形成螺线管结构,长度又被压缩了6倍。形成螺线管后,继续扭曲重叠,进一步形成超螺线管,长度再被压缩40倍。最后,这些超螺线管再相互“挤挤”,形成染色单体,也就是DNA在细胞里最常存在的形式,经过这一步,DNA的长度又被压缩了5倍。所以,总的过程下来,DNA大概会被压缩8000多倍。并且这一过程中,会涉及到很多蛋白质的参与,对于之后DNA的稳定、表达都会起到重要的作用。
复制、损伤修复
此外,DNA会通过半保留的方式复制,并且有一套紧密的系统来修复损伤的DNA,这些也都对DNA的稳定起到了很大的作用。
因此,通过保持链内和链间的稳定,以及不断的压缩,小小的细胞成功的将巨长的DNA牢牢“握在手上”。
回答于 2019-09-11 08:43:50
你好这是一个比较基础但是十分重要的生物学问题!
人类的DNA的发现破译:
随着上个世纪人们对于人类遗传物质的发现,鉴定,和破译,我们从功能上的基因开始,到沃森,克里克两位神人解析了DNA双螺旋结构,灾后来更加深入的认识了“中心法则"包含的DNA,RNA和蛋白质的关系。
目前我们都知道,DNA作为人类的遗传物质,对于蛋白质的合成来说充当了原始密码本,模板的作用,而这部分基因只占了人类基因组的非常小的一部分,据估计大约才2%不到;随着近来的发现RNA也可以通过特殊结构形式类似于酶的功能(RNAi:RNA干扰等),以及更多的Lnco-DNA(非编码DNA)的功能依旧未知。
上世纪末的时候美国的三大科研之一的人类基因组计划,在DNA之父的沃森的发起下开始如火如荼的进行,经过近10年的攻坚,凝聚了全世界各国顶尖力量,于2003年的时候人类终于获得了这本密码本《人类基因组》,这其中包括了31.6亿个DNA的脱氧核糖核酸的碱基对!
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