1953年4月25日,沃森和克里克在《自然》杂志上发表文章,提出DNA是双螺旋结构模型。脱氧核糖核酸是DNA,是基因的主要成分。那么,什么是基因呢?
我们在土壤中播种南瓜种子,当它们生长成熟时,我们收获南瓜。为什么你种南瓜子的时候收不到西瓜?原来这是生物界的遗传特征决定的。什么样的植物种子只能长出这样的植物,却永远长不出别的东西。
生物界这种奇妙的遗传特征,是由基因决定的,是肉眼看不见,手摸不着的东西,藏在细胞核里。因此,我们先从基因这个术语说起。
Gene是英文Gene的音译,由丹麦科学家约翰逊命名。是指生物细胞中具有遗传能力的物质。中文意思是遗传的基本因素,是储存特定遗传信息的功能单位。生物靠的是基因这个“法宝”,代代相传。
基因包含在细胞核的染色体中。只有在细胞分裂时,才能用显微镜看到染色体。细胞分裂时,首先分裂染色体,然后导致细胞核和细胞的分裂。
染色体由脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质组成。在蛋白质内部,DNA包裹着它,就像一个棉球被一条长绳包裹着。
脱氧核糖核酸像常见的有机化合物一样,由碳、氢、氧、氮等元素组成。它有很长的分子链,形状就像我们经常吃的香脆的麻花或者油条。可以像《西游记》里的孙武空分,可以变二、二、四、四、八...从而导致细胞复制各种器官。所以染色体的分裂本质上就是DNA的分裂。
所谓基因,就是DNA分子长链上具有遗传能力的一段,其中含有遗传信息。是,它向细胞发出各种“命令”,指挥生物以某种方式发育、繁殖、衰老,直至死亡。比如植物开什么花,结什么果,什么时候开,什么时候结果,也是由基因决定的。
虽然基因有点“顽固”,但还是可以改变的。生物一旦受到环境的严重或长期影响,就会引起DNA分子的一些变化,导致基因突变,从而导致生物的朋友-朋友资源 *** 的变化。这就是生物的变异,也就是生物进化的一个过程。从单细胞到人类,是数十亿年和无数基因变异的结果。
在不同的生物细胞中,基因的含量也不同,低等生物的基因较少,高等动植物友好资源 *** 的基因较多。一般来说,细菌只有几百个基因;高等动物和植物中有成千上万的基因;人类最多有5万个左右的基因。
对于所有生物来说,基因可以分为两类,一类叫结构基因,表达生物特征;另一种叫控制基因,是控制基因的基因。比如植物开什么颜色什么花是由结构基因决定的,什么时候开是由控制基因决定的。
电子显微镜的发展让人们大开眼界,进一步认清了基因的真面目。电子显微镜可以拍摄各种基因的照片,供人们研究。人们不仅知道了基因的分子长度、大小、排列顺序、空构型,而且已经用一种特殊的手术刀——内切酶成功地切割和移植了基因。来改变生物的遗传性,让生物更好的为人类服务。
美国科学家卡拉纳成功人工合成了活性酵母基因。中国科学家也在1979年合成了71个核苷酸的核酸。这为人类控制生物体的遗传提供了光明的前景。