DNA如何保存遗传信息?A、T、C和G是遗传信息吗?

食物 1个月前 (04-27) 23次浏览

DNA如何保存遗传信息?A、T、C和G是遗传信息吗?这是一个非常宽泛的问题,很难详细回答。我可以看到对这个问题的三种解释,并将简要讨论每一种解释。

信息是如何保存在DNA中的?

脱氧核糖核酸(DNA)是一种称为核苷酸的长序列结构单元,它以四种形式出现,分别称为核酸、核酸、核酸和核酸。这种编码包含了几乎所有的信息,通常被认为是静态的。

DNA如何保存遗传信息?A、T、C和G是遗传信息吗?

更多短暂的信息也可以以DNA修饰的形式储存在DNA中。这些是附着在DNA序列上的小延伸(如甲基或乙酰基)。它们影响某些蛋白质与脱氧核糖核酸的结合,从而影响对脱氧核糖核酸序列中存在的信息如何使用的调控。修饰也间接影响了DNA的折叠,从而影响了储存在某些区域的信息对细胞其他部分的可及性。

信息是如何在DNA中结束的?

首先也是最重要的是变异和进化——被证明是有用的随机变化被保存为信息,或者根本没用的随机变化碰巧被其他机制固定下来。

脱氧核糖核酸的修饰是由特定的蛋白质明确完成的。
最后,一些罕见的机制允许改变活细胞的DNA。例如,许多病毒会将自己的DNA插入宿主的基因组。另一个例子,一些细菌可以“记住”以前与CRISPR系统的相遇:将敌人的DNA(例如病毒或不需要的质粒)插入到它们自己的DNA的安全区域,然后当再次相遇时用作识别外来序列的参照。

信息是如何在DNA中编码的?

这是一个棘手的问题。我认为代码有两个主要部分:

  1. 共有序列:只有当功能蛋白质能够阅读时,DNA中的信息才是有用的。共有序列是指能够与蛋白质相互作用的DNA部分,因此有助于引导信息流。
  2. 编码序列:编码序列直接包含核心信息本身。

作为第三部分,DNA折叠(很大程度上由DNA修饰决定)也存储更多的瞬时信息。

在最简单的情况下,我们把DNA看作是基因的集合。基因是DNA中编码蛋白质的部分。每个基因都必须被细胞的机器识别,才能被读取或转录。共有序列在这里被称为启动子序列。启动子序列指向基因本身,它包含了定义明确的遗传密码中的信息——基本上,该序列被分成三个核苷酸片段,称为密码子。这给了你4^3=64不同的密码子,足以编码构成蛋白质的所有基本构件。

事实上,有更多的信息需要考虑。例如,基因本身可能包含剪接的共有序列。剪接通过去除某些部分来改变基因的序列。这使得一个基因可以通过改变剪接的方式来编码多种蛋白质。这也意味着许多基因包含称为内含子的非编码序列。
另一个例子是核糖核酸基因,它不被翻译成蛋白质,而是直接用作功能元件。这方面没有简单的代码,它们的功能完全由复杂的生化相互作用决定,只能通过计算机模拟来预测。
另一个例子是上面提到的CRISPR系统,它“安全地储存外来的DNA供将来参考”。“安全储存”意味着把它放在一个共同序列附近,这个序列破坏了它吸引开始转录的蛋白质的能力。“供将来参考”意味着附近也有一个一致的序列,允许某些蛋白质读取外来的DNA代码,并在细胞中寻找相似的序列。

无论如何,DNA中的信息总是被吸引蛋白质的短的共有序列识别。被吸引的蛋白质然后以特定于该过程的方式阅读并与附近的序列相互作用。这可能包括读取一个易于解释的代码,例如转录基因,或者引发复杂的相互作用,包括其他共有序列、蛋白质和可能的DNA修饰。


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