赏心悦目的“双螺旋”:遗传密码 DNA
染色体由蛋白质和脱氧核糖核酸(DNA)两种分子构成。不过,它们到底谁才是遗传物质呢?一开始,生物学家们都以为蛋白质是遗传物质,因为它的化学构成氨(ān)基酸比 DNA 的四种核苷(gān)酸碱(jiǎn)基更具有多样性。不过,后来的研究表明:非致命菌只有 DNA 在场时,才会给几分“面子”——转化为致命菌,其他什么细胞都不管用,从而证明携带基因的分子是 DNA。
“阶梯”上的遗传密码
基因携带生物信息,这些信息会被编码为 DNA 中的核苷酸碱基序列。看上去赏心悦目的 DNA 分子模型由两条核苷酸链组成,沿着中心轴,它们以相反方向相互缠绕在一起,像极了一座盘旋而上的螺旋形楼梯。两侧扶手是两条多核苷酸链的脱氧核糖 - 磷酸交替结合而成的骨架,阶梯踏板当然就是配对的碱基啦!嘘!遗传密码呢?就藏在中间的阶梯上。
DNA 的美绝不仅仅在于双螺旋,还在于两条链上碱基之间的互补配对。如此一来,每条链都可以互为备份或模板,从而成为携带遗传指令的“人选”。
父母把细胞里的遗传物质传给孩子,也就是受精的卵细胞在分裂时,起遗传作用的 DNA 经过不断复制,便形成了两组 DNA 遗传密码。
不过,美丽的双螺旋分子模型可不是一下子就被发现的哦!1869 年,瑞士医生弗雷德里希·米歇尔早从废弃绷带残留的脓(nóng)液中分离出 DNA。之后,瑞士科学家们证明 DNA 结构是不对称的。20 世纪中期,剑桥大学的沃森与克里克在进行 DNA 实验时,利用化学、晶体学等多方面知识,成功证实 DNA 两条链的螺旋互为反方向。
至此,DNA 双螺旋结构的分子模型终确立。它的确立,意味着生命科学从此翻开了新的篇章。
水落石出:DNA 指纹建奇功
一天,一家银行发生了一起惊世骇俗的恶性抢劫案,不仅丢失大量现金,还有多名银行职员被杀害。当警察们赶来,一番查探后,什么有力的证据都没有找到。就在他们一筹莫展的时候,一名警员在一个打开的保险柜旁找到一根头发。经 DNA 鉴定,这根头发不属于银行工作人员,那就只能是歹徒留下的了。这一发现让警察们欣喜不已。后,在 DNA 指纹鉴定法的帮助下,警察很快就将这起案件的犯罪分子们一网打尽。
小读者一定很好奇,DNA 指纹是“何方神圣”?它为什么这么神通广大呢?
从血液或别的组织中提取基因的 DNA,通过特定方法将它们切割成长短不一的片段后,将它们用电泳的方法按一定规律分开,然后转移、固定和杂交,就能形成“个性十足”的、肉眼可见的图谱。这些图谱就像我们的指纹一样,不同个体的图谱也不一样,所以得名“DNA 指纹”。
与此同时,同一个体的不同生长发育阶段和不同组织,其 DNA 指纹却完全相同。因此,它既有个体的特异性,同一个体又是极其一致和稳定的。不管是一根毛发,还是一滴血,甚至是唾液、鼻涕等随时都能进行 DNA 指纹分析,结果十分可靠。
完胜“滴血验亲”:DNA 亲子鉴定
在一些电视剧中,会有古代人滴血验亲的情节,其实这并没有科学依据。想要鉴定亲子关系,应该用 DNA 鉴定。它否定亲子关系的准确率几近 100%,对亲子关系进行确定的准确率可达到 99.99%。
DNA 分析作为的刑事生物技术,能直接认定犯罪,对侦破重大疑难案件起着至关重要的作用。
随着 DNA 技术的日益发展和广泛应用,DNA 分析检测已成为破案的重要手段。当然,这一方法也是国际上公认的亲子鉴定的好方法。
难怪有人说,现在是 DNA 时代,如果真要与古代的滴血验亲来一场较量,DNA 亲子鉴定妥妥地完胜啊!
知识哈哈镜
1953 年 4 月 25 日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在剑桥大学合作的研究成果:DNA 双螺旋结构分子模型。这一成果被誉为 20 世纪生物学方面重大的发现。
沃森 15 岁时就进入芝加哥大学学习,自从阅读了薛定谔(è)的进化论巨著《生命是什么》后,他便下决心“发现基因的秘密”。后来,他到英国剑桥大学学习,并在此期间与克里克成了好朋友。他们每天一起讨论学术问题。两个人取长补短,终于取得了举世瞩(zhǔ)目的成就。