DNA是什么?
1953年，两位生物化学家，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克他走进剑桥的一家酒吧，宣布:“我们已经发现了生命的秘密!”
他们不是夸大。他们研究出了DNA的结构，并由此解开了许多生物如何制造和复制自己的奥秘。
DNA，或者用它的全名，脱氧核糖核酸，是在每一个生命的东西每一个细胞的心脏发现。它携带的所有的一个有机体来构建的说明，维护和自我修复。通过复制和传递他们的DNA，动物，植物微生物可以将它们的特征传递给后代。
在人类中，在我们的细胞一半的DNA，从我们的母亲，我们的父亲半茎。这就是为什么我们继承父母双方的特性的混合。
DNA是一个非常长的复杂的代码，每个人的都是独一无二的。这种“遗传密码”可以告诉我们很多事情，包括有关祖先和潜在健康问题的细节。
我们对DNA的理解彻底改变了整个生物学。它使科学家能够测量生物体之间的关系有多密切，有助于证实和完善查尔斯·达尔文的理论进化．
DNA是如何工作的?
建立DNA分子的结构是弄清其工作原理的关键。在此之前，科学家们不知道这种密集的纤维状物质是如何控制人类头发的颜色或鸟喙的形状等多种特性的。
术语克星
碱基对
DNA由核苷酸构成。有四种不同的类型，每一种都有一个字母:a, C, G或T。a总是与T相连，C总是与G相连。
DNA测序
这是生物学中一项重要的技术，它使我们能够“读懂”核苷酸的序列。
基因
DNA的部分，其具有特定的功能。基因很少只做一两件事，往往是导致像眼睛的颜色或高度的物理特性许多基因的组合。你继承了来自你的母亲和你父亲的基因。
基因组
这是生物体的整个DNA序列。人类基因组在2003年进行了测序。每个人的基因组都是独一无二的，但我们可以通过研究基因组之间的相似性来判断我们之间的关系有多密切。
沃森和克里克发现的DNA分子被布置像一个很长，扭曲梯结构中的我们称为双螺旋结构。每个“梯级”的阶梯被形成为基本对向上 - 两个连接称为核苷酸的化学结构单元。有四种不同类型的这些核苷酸：腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶。
我们称这些A，C，G和T的核苷酸总是联结到T，而一个C总是联结到G的准确顺序的字母布置在阶梯变化时，形成巨大的长码。人类的DNA有大约三十亿“的梯级”。
与现代技术我们可以从细胞中提取DNA,破译碱基对的确切的订单,给我们一个非常长的字符串字母A, C、T和g这个复杂的代码将是不同的对每个人每个有机体(除了同卵双胞胎),和被称为我们的DNA序列或基因。
要了解DNA如何工作的，我们首先要了解的蛋白质。蛋白质分子进行我们的许多细胞内不同的任务，并帮助创造许多身体内的复杂结构。
蛋白质有许多不同的类型，但它们都是由长链的化学组成块氨基酸组成的。
由DNA组成的遗传密码就像一种语言，它告诉细胞如何构建它们需要的蛋白质。DNA中不同的三个字母组合代表不同类型的氨基酸——例如，“GCA”序列是一种名为丙氨酸的氨基酸的密码，“TGT”代表一种名为半胱氨酸的氨基酸的密码。
细胞内的分子机器“扫描”基因的DNA序列。每三个字母，它就把相应的氨基酸加到一条链上。甚至有些DNA片段表示“停止”——蛋白质完成了。
不同的氨基酸组合产生的蛋白质具有截然不同的功能——从微小的化学信使，如激素，到形成头发、皮肤和肌肉的坚硬而重要的分子。蛋白质还可以作为重要化学反应的催化剂，或者可以制造微型机器，在细胞内执行非常具体的任务。
人体内有成千上万种不同的蛋白质，自然界中还有成千上万种蛋白质。基因的变异导致了细胞产生的蛋白质的变异，而蛋白质的变异又导致了特征的差异。
基因是什么?
基因是包含特定蛋白质的代码，通常链接到特定功能或物理特征我们的DNA序列的区段。在人类中，例如，被称为“OCA2” DNA的伸展，对一个人的眼睛颜色的强烈影响。
我们DNA中这些部分的差异导致了我们在个体中看到的不同特征。例如，蓝色眼睛的人与棕色眼睛的人在OCA2基因上有不同的DNA。
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关于基因的一个常见误解是一个基因负责一个特征，这实际上是非常不寻常的。更常见的是，身体特征是许多基因组合的结果。科学家可以通过移除基因或改变碱基对序列来研究基因的作用，通常使用的是果蝇、蠕虫或老鼠等动物。
然后研究这些“突变”动物，看看它们有什么不同。
DNA是如何复制的?
DNA“双螺旋”结构的发现有助于揭示DNA分子自我复制的美丽简单方式。在细胞内其他化学物质的帮助下，双螺旋解开，两股像拉链一样从中间分开。
因为A总是以T对，和C，G，作为多个核苷酸被吸引到新鲜分割链相对的相应位置两条链然后形成一个完全相同的副本。
这个复制过程至关重要，因为细胞在不断分裂和复制。如果DNA复制不正确，产生的细胞就会有混乱的指令，并开始失去控制地生长。这通常是癌变肿瘤开始。
染色体是什么?
在动物和植物中，每个细胞中的DNA数量是如此之大，以至于必须巧妙地将其打包成x形的染色体束。
这些结构缠绕并折叠DNA，所以它不会占用太多的空间，同时仍然允许细胞访问所有重要的代码部分。
如果它没有被染色体包裹，科学家们认为一个人类细胞的DNA可以延伸到150万。
在人类中，我们的整个遗传密码分布在23条染色体上。我们每个人从母亲那里继承一组23条染色体，从父亲那里又继承另一组23条染色体，所以每个细胞包含46条染色体。当人们出生时染色体过多或过少，就会导致健康问题。
例如，唐氏综合症患者有三个批次的21号染色体，而不是一对。
的性染色体有一点不同。一个被称为X和一个被称为Y的男性有一个各自的复制，X和Y，而女性有X的两个副本
当精子与卵子融合时，新细胞从父母双方各取一条染色体。所以它将有23对或46条染色体，其中有两条X染色体(女性)或一条X染色体和一条Y染色体(男性)。
DNA在五个快速点解释
你的DNA是独一无二的
DNA是一个非常长的分子，包含有生命的东西来建立和维护自己的指令。所有生物的DNA自己独特的链中的每个细胞，形成被称为它们的基因组很长的代码。
细胞读取基因
生物体基因组的某些绵延做某些事情。这些部分被称为基因。每个单元格可以“读”写在基因代码，并使用它来构建其所需的所有化学品。
DNA存在于染色体中
在每个细胞内，DNA被保存在染色体包裹中。我们从母亲那里继承了23条染色体，从父亲那里继承了23条。父母遗传给我们的基因决定了很多事情，包括我们的长相，我们可能得的疾病，甚至是我们性格和行为的某些方面。
遗传性疾病
由一个人的一个或多个基因组异常引起的问题，通常从出生时就存在。大多数遗传疾病都相当罕见。
基因改造
改变生物体的DNA，使得它具有不同的性质。一个例子是从一个作物前将基因插入另一个，使其对害虫具有抗性。
不同的生物体细胞中有不同数量的基因和染色体。蚊子只有6条染色体，而一种被称为“蛇舌”的蕨类植物有1000多条染色体，尽管没有人真正知道它为什么需要那么多。
基因决定了我们的一切吗?
几个世纪以来，科学家和哲学家一直在争论我们的生命是由先天还是后天控制。
要回答这个问题，最简单的方法是说，我们是我们遗传的基因和环境的结合的产物。
有一小部分基因与某些性格特征有关，比如高智商或极端反社会行为，但证据有限。更有可能的是，许多基因结合在一起影响我们的个性，我们生活中的经历和事件也塑造了我们大脑的工作方式。
虽然每个人的DNA序列是独特的，它的巨大的部分是人，甚至动物之间是相同的。事实上，约有95％我们的基因组的百分之相同黑猩猩的，而25％是相同的葡萄的。
个体之间的基因变异量非常小——如果你比较两个人，30亿个碱基对中只有0.1%是不同的。然而，这种变异产生了看似无限的表象。
更复杂的是，“表观遗传学”这一相对较新的领域越来越多地表明，我们的基因可以在生命的不同时期以不同的方式表达——开启和关闭——这意味着我们的基因工作的方式比我们最初认为的还要复杂。
难道DNA确定进化？
DNA可以自我复制这一事实对地球上所有生命的进化至关重要。当早期的生物体进行自我复制时，DNA复制过程中的缺陷创造了新生命，其遗传密码也发生了变化——导致每一代人的特征和特征略有不同。
任何对生物体有利的特征都更有可能存活下来并遗传下去。被它们的变异所阻碍的生物体更有可能死亡或不能繁殖。
几代人之后，成功的DNA序列蓬勃发展并被复制，而不太好的DNA序列则被扔进了进化垃圾箱。
地球上的生命变得越来越多样化和复杂，每一代中最成功的变种将他们的基因传给下一代。早在DNA被发现之前，查尔斯·达尔文就将其描述为“自然选择”。
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我们能用DNA做什么?
我们已经将DNA用于一系列非常有用的应用，这些应用可以告诉我们我们的过去、现在和未来:我们的祖先是什么样的人，我们应该服用或避免服用什么药物，以及多年后我们可能患上什么疾病。
我们也可以用它来解决亲子纠纷，或者通过搜索犯罪现场发现的微量DNA来抓住罪犯。
但是，这仅仅是开始。随着DNA测序变得容易很多，更便宜，现在曾经是不可想象绝对有可能的。目前，科学家们可以创建个性化以便针对工作与你的确切基因的组合药物。
他们正在读取癌细胞的基因组，以便更多地了解它们并与之斗争。基因疗法可以通过在人的DNA中插入新的基因来治疗遗传疾病。
在未来，生物学家也许能够创造出全新的有机体，它们的存在仅仅是为了为我们生产有用的产品。我们甚至可以编辑我们后代的基因组——不仅可以保证我们的后代没有遗传疾病，还可以确保他们具有我们想要的特征。
作者
汤姆·爱尔兰，自由科学记者，英国皇家生物学学会双月刊《生物学家》的编辑。
