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国立普通医学科学研究所

数字遗传学:10个诱人的故事

你的号码是多少?

有粉红色背景的DNA分子。

(图片来源:乔凡尼Cancemi|在上面)

自19世纪中期以来,学者们一直在研究现代遗传学,但即使在今天,他们仍继续在基因和遗传方面有惊人的发现。以下是他们到目前为止学到的一些统计数据:

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这篇生命科学内部的文章是与生命科学合作提供给生命科学的国立普通医学科学研究所的一部分美国国立卫生研究院

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月光从轨道上

(图片来源:美国国家航空航天局)

如果你解开每条链并将它们首尾相连,那么来自你细胞的DNA会有多少英尺长。对你所有的DNA都这样做,得到的链会有670亿英里长——相当于往返月球15万英里的长度。

20000年

(图片来源:Dreamstime)

这是人类基因组中基因的大致数目。我们的基因为细胞提供如何制造蛋白质的信息。澳门金莎官方游戏科学家们估计,人类可以产生多达10万种蛋白质,所以他们认为人类基因也差不多有这么多。今天,他们知道一些基因包含了合成多种蛋白质的密码。

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线粒体

(图片来源:Nicolle Rager,美国国家科学基金会)

这是我们“其他”基因组——线粒体基因组中的基因数量。线粒体是细胞的发电厂,它们的许多基因参与细胞能量的产生。它们有自己的一套基因,因为它们被认为是大约15亿年前前寒武纪被真核细胞(包含细胞核的细胞)吞噬的细菌进化而来的。

32亿年

这种大理石肺鱼的基因组比任何其他已知物种都要大。

(图片来源:维基共享)

这就是构成人类基因组的碱基对——或者说是一组基因“字母”——的数量。为了列出所有这些字母,一个人必须每天打8个小时,每分钟打60个单词,持续大约50年!然而,人类绝不是拥有最多碱基对的物种。大理石肺鱼(Protopterus aethiopicus)在它的基因组中大约有1330亿。

0.0002

你的大多数细胞都有一个包含46条染色体的细胞核。

(图片来源:美国国家)

这是细胞核的长度,以英寸为单位,它保存着你的DNA。如果你把人的头发纵向切成十分之一,每一片大概都有那么大。为了保持空间整洁,DNA绕在一组被称为组蛋白的蛋白质周围。缠绕在一起的DNA被称为染色质,它缠绕得更紧形成了染色体。澳门金莎官方游戏

99.6

(图片来源:©Stuart Monk | Dreamstime.com)

地球上任何两个人的DNA都有99.6%是相同的。但是0.4%的差异代表了大约1200万个碱基对,这可以解释个体之间的许多差异,特别是如果变化发生在关键基因上。我们的环境也有助于我们的个性。

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RNA分子

(图片来源:©Yunxiang987 | Dreamstime.com)

这是估计由微rna调控的人类基因的比例。这些基因“微管理器”只有大约22个称为核苷酸的RNA单位,但它们可以阻止一个基因产生它编码的蛋白质。科学家们已经在人体中发现了数百种微rna,并将其中一些微rna的破坏与某些癌症联系起来。

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说明由dna和染色体形成动物细胞的插图。澳门金莎官方游戏

(图片来源:安德里亚Danti|在上面)

超过98%的基因组是非编码DNA,这种DNA不包含制造蛋白质的信息。澳门金莎官方游戏事实证明,其中一些“垃圾DNA”还有其他作用。到目前为止,科学家们已经了解到,它可以帮助组织细胞核内的DNA,帮助开启或关闭为蛋白质编码的基因。

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细胞分裂的错误会导致唐氏综合症,一种由21号染色体的额外拷贝引起的疾病。

(图片来源:维基共享)

这是一个患有唐氏综合症和其他遗传疾病的人的细胞核中的染色体数量。大多数人类细胞有46条染色体,但偶尔,细胞分裂的一个小故障会导致细胞染色体过少或过多。当这种情况发生在卵子或精子细胞时,孩子的染色体数量可能会异常。唐氏综合症患者有额外的21号染色体拷贝,这是基因组中最小的染色体之一。

1953

像dna一样的积木构成的螺旋

(图片来源:voyager624|Shutterstock.com)

就在这一年,科学家们发现了DNA的双螺旋结构。在那之前,科学家们知道性状是通过可预测的方式传递给后代的,但他们不知道是如何传递的。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克的研究表明,DNA的形状像一个螺旋楼梯,可以分裂、复制并遗传给后代,这一切都改变了。沃森和克里克因他们的发现在1962年获得了诺贝尔奖。