2013年是DNA分子结构被发现60周年。1953年两位学者Francis Crick和James Watson揭示了遗传信息如何通过双螺旋结构被编码的,从而开启了“基因组时代”。揭开生命科学的新篇章,开创了科学技术的新时代。随后,遗传的分子机理――DNA复制、遗传密码、遗传信息传递的中心法则、作为遗传的基本单位和细胞工程蓝图的基因以及基因表达的调控相继被认识。六十年后的今天,生命科学领域已经随着DNA的深入研究正在越来越真实的改变着医学、农业等领域。发挥着无与伦比的神奇魔力。
 
神奇的双螺旋结构

 

 
 
1953 年沃森和克里克提出著名的DNA双螺旋结构模型,他们构造出一个右手性的双螺旋结构。当碱基排列呈现这种结构时分子能量处于最低状态。沃森和克里克描述了 自己的DNA模型:两条多核甘酸链形成一个右手的、反向平行的双螺旋结构;碱基位于双螺旋内侧而磷酸与糖基在外侧;碱基间的距离,核甘酸之间的夹角和碱基 按A-T、G-C互补配对关系。
 

那些年 DNA的故事

 

 

 

 

DNA的发现历程
 
最早分离出DNA的弗雷德里希•米歇尔是一名瑞士医生,他在1869年,从废弃绷带里所残留的脓液中,发现一些只有显微镜可观察的物质。由于这些物质位于 细胞核中,因此米歇尔称之为“核素”(nuclein)。到了1919年,菲巴斯•利文进一步辨识出组成DNA的碱基、糖类以及磷酸核苷酸单元,他认为 DNA可能是许多核苷酸经由磷酸基团的联结,而串联在一起。不过他所提出概念中,DNA长链较短,且其中的碱基是以固定顺序重复排列。1937年,威廉• 阿斯特伯里完成了第一张X光绕射图,阐明了DNA结构的规律性。到了1953年,当时在卡文迪许实验室的詹姆斯•沃森与佛朗西斯•克里克,依据伦敦国王学 院的罗莎琳•富兰克林所拍摄的X光绕射图及相关资料,提出了最早的DNA结构精确模型,并发表于《自然》期刊。五篇关于此模型的实验证据论文,也同时以同 一主题发表于《自然》。其中包括富兰克林与雷蒙•葛斯林的论文,此文所附带的X光绕射图,是沃森与克里克阐明DNA结构的关键证据。此外莫里斯•威尔金斯 团队也是同期论文的发表者之一。富兰克林与葛斯林随后又提出了A型与B型DNA双螺旋结构之间的差异。1962年,沃森、克里克以及威尔金斯共同获得了诺 贝尔生理学或医学奖。
神奇的魔术师

 

 

 

DNA的应用
 
一、亲子鉴定
鉴 定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。利用DNA进行亲子鉴定,只要作 十几至几十个DNA位点作检测,如果全部一样,就可以确定亲子关系,如果有3个以上的位点不同,则可排除亲子关系,有一两个位点不同,则应考虑基因突变的 可能,加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定,否定亲子关系的准确率几近100%,肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。                                                      >>查看更多
 
二、DNA重组
DNA 重组技术的具体内容就是采用人工手段将不同来源的含某种特定基因的DNA片段进行重组,以达到改变生物基因类型和获得特定基因产物的目 的的一种高科学技术。在理论上,基因治疗是治本治愈而无任何毒副作用的疗法。目前正在研制的基因工程疫苗就有数十种之多,在对付细菌方面有针对麻风杆菌、 脑膜炎双球菌等的疫苗;在对付病毒方面有针对甲型肝炎、乙型肝炎、流感、人体免疫缺陷病毒等的疫苗。取得巨大的社会和经济效益。                                                                              >>查看更多
 
三、人类基因组计划
于 1990年启动,旨在揭开人体30亿个碱基对的秘密,绘制人类基因组序列图,从而在分子层面上为人类提供一份生命“说明书”,有人将其 称 为生命科学的“登月”计划。2003年4月14日,中、美、日、德、法、英6国科学家宣布,人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目标全部实 现。科学家认为,基因组学时代才刚刚拉开帷幕,个人基因组时代的到来只是个时间问题。美国国家人类基因组研究所提供的数据显示,目前全球已有数千人绘制了 个人基因组图。                                       >>查看更多
 
四、克隆
克 隆是指生物通过体外进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因完全相同的后 代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。克隆羊多利的诞生,使克隆这一神奇的技术走进了大家的视野,期待 伴随着争议,人们对它的热度一直没有消退。
奇妙的克隆技术已展示出广阔的应用前景,概括起来大致有以下四个方面:
1.  培育优良畜种和生产实验动物;
2.  生产转基因动物;
3.  生产人胚胎干细用于细胞和组织替代疗法;
4.  复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。                                                        >>查看更多
争议

正方:利益  1.  克隆技术遗传育种       2.  医学:生产胰岛素人造器官    3.  濒危生物保护         
反方:弊端  1.  打破生命进化自律性    2.  侵犯伦理学的基本原则        3.  威胁基因多样性       

                                    

作为分子生物学的奠基性发现,生命科学领域再没有比双螺旋结构更具代表性的图标了。几乎所有以生物学技术为核心的公司均会选择将双螺旋这一著名的、独一无二的形象融入其logo当中,甚至连一些医院也用了双螺旋符号来表现其前沿的医疗技术。DNA,这一神奇的魔术师,将在越来越多的领域发挥其神乎其技的能力!
 
#微话题#

你是否还在等“带”

克隆,连连切切,切切连连。电泳跑胶时候,最难平息。为发夹愁,为二聚体殇,只愿紫外下,Marker旁,buffer朦胧的面纱下有那一抹浅浅的荧光,真应了那句:有带万事足,无带毁一生。

你是引物错了?质粒残了?条带废了?有带没带,欢迎吐槽。

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