叶绿体DNA的一种可能的包装构型

自1962年Ris和Plaut证实:在叶绿体中象在细胞核中一样也含有DNA遗传物质以后,便有很多科学家对叶绿体DNA进行了大量的研究。目前,对于叶绿体DNA在叶绿体中的包装     

揭开Z-DNA的神秘面纱

美国科学家沃森和英国科学家克里克于1953年发现生物遗传物质的准确结构,即DNA双螺旋结构,宣告了分子生物学时代的开始。人类对大自然的认知又进了一步,而这一重大发现也被载入史册。     

最初的酶是蛋白质,还是核酸?

生命由三个要素构成。第一,生命同外界之间具有境界膜。生命存在于为这境界膜所隔离的微小环境下。现在的生物细胞膜组成以脂质和蛋白质为主。第二,生命具有自我复制能力,即具有产生的后代同自己相似的自我保存能力,这功能基于DNA携带的遗传信息。第三,生命具有自我维持功能,换句话说,就是能进行代谢活动。在现在的生物中,合成核酸和蛋白质的顺序是: DNA 转录 RNA 转译蛋白质这就是著名的中心法则。现有的生物都以这样的顺序从DNA生物合成(转录)RNA的,但最近有人认为在最初生命诞生时不用DNA、而是以RNA作为遗传信息体的。其根据有以下几个方面:1.各种RNA(如mRNA、rRNA、tRNA等)同蛋白质的生物合成关系密切,同DNA则无直接联系;2.DNA是RNA糖部分2’-OH的还原,就是说可以从RNA进行生物合成;3.DNA的生物合成过程中需要短链RNA引物;4.小病毒的遗传物质是RNA,大病毒是DNA;5.RNA病毒的逆转录酶也许是留有从RNA到DNA过渡期痕迹的化石;6.NAD和FAD那样的RNA诱导体作为辅酶参与酶作用;7.在前生物合成系统中,低聚核糖核苷酸比低聚脱氧核糖核苷酸更容易被合成;8.在RNA中有的具有酶作用,等等。     

RNA研发简史：从微不足道到无比重要

核糖核酸(RNA)是一类具有重要生物学功能和临床价值的生物大分子，其基本组成元件是核糖、碱基和磷酸。早在1869年米歇尔就发现了RNA，但直到20世纪50年代科学家才开始对其进行系统研究。功能方面，RNA参与蛋白质合成、作为遗传物质、催化生物反应、调节基因表达等；应用方面，多种RNA药物已研发成功，包括反义RNA、小干扰RNA、适配体、RNA指导的基因编辑和mRNA疫苗等。文章回顾了RNA发现、发展和应用过程，以期能对RNA生物重要性有一个较为全面的理解。     

太古代生命对环境温度的适应性进化

科学家通过对细菌和古菌以及早期地球环境的分析,推测地球上生命的共同祖先(LUCA)是在嗜热环境中形成并生存的,但早期生命的遗传物质是RNA,而RNA在高温环境下是不稳定的.法国里昂大学Manolo Gouy与合作者利用现代分子进化模型分析了核糖体RNA和蛋白序列,结果支持在生命树的进化历史上     

走近诺贝尔奖(十四) 修复遗传物质——DNA的“工程队”

正在自然界中,生命本身如果不定期修复,就会生病甚至死亡。在生物体中,最为核心的物质是细胞核内的遗传物质DNA。那么,是谁在帮助生物维修这些DNA呢?最近三位科学家因为从分子水平上揭示了细胞是如何修复损伤的DNA及保护遗传信息的,而获得了2015年诺贝尔化学奖。如果生物体内的遗传物质DNA不断出错,那么生命将会被各种疾病所困扰,地球上的生命将难以延续下去。科学界曾经认为,生命之所以相对稳定,是因为DNA相对稳定。但是,实际上,我们体内的DNA每天都会发生很多的组装差错,或者受到外来的伤害。那么,面对如此多的差错和伤害,该怎么办呢?来自瑞典的生物化学家托马斯·     

21世纪的RNA研究

美国<科学>周刊分别于2001年、2002年初评出上一年度的世界十大科学突破,RNA研究均位居第二:生命可能始于RNA,而非DNA;RNA干扰在使哺乳动物细胞的基因表达沉默和RNA在调控方面的很多新发现超出了科学家原先的想象.国际上,RNA研究正在受到人们前所未有的关注.     

“垃圾”DNA的奥秘

依据DNA双螺旋和遗传信息的中心法则,只有编码蛋白的DNA才被认为是有功能的.然而人类基因组大小与蛋白质数量矛盾以及生物体进化与基因组大小的不相关性(即C值悖论),导致科学家对非编码DNA概念的提出,戏称这些DNA为"垃圾"DNA.随着第二代测序技术发展以及数据分析能力的提升,大量研究表明,这些"垃圾"DNA很多都可以在生理与疾病状态下特异性转录.同时,疾病全基因组相关联研究显示,大量与疾病相关单核苷酸多态性位点位于非编码区,这共同证明了它们是有功能的.进一步研究表明,人类基因组中至少75%的序列是转录的,并将这些转录且不编码蛋白质的产物称为非编码RNA.本研究组系统总结了3大类非编码RNA包括微小RNA、长链非编码RNA和环状RNA的定义和分类以及在疾病中的功能,对这些的非编码RNA的研究将会为疾病的治疗以及诊断方法开启新纪元.     

病毒基因组的全核苷酸序列

在病毒DNA或病毒RNA的核苷酸序列中,隐藏着生命的重要秘密.许多热心探索生命秘密的科学家,都很重视测定核苷酸序列的工作.但DNA或RNA是由几千到几百万个核苷酸组成,而且排列毫无规则;因此在十年以前,人们感到测定核苷酸序列要比登天还难.历史也正是这样记载的:人类遨游太空已经将近二十年了,可是测定简单的病毒DNA或病毒RNA的全核苷酸序列才是最近二、三年的事情. 进入七十年代后,测定核苷酸序列的技术和方法有了可喜的突破.1970年以来各种限制性内切酶的应用以及1975年和1977年快速分析DNA片段一级结构的桑格尔-考尔森(Sanger-Coulson)法和马克山姆-吉尔伯特(Maxam-Gilbert)法的先后建立,促使     

孩提经历可能永久改变DNA

正最新研究证明,孩提时期的环境可以修改DNA,而且这些修改会影响我们在孩提时期怎样以及何时出现某些疾病。DNA是决定我们的身理特征,甚至有助于塑造我们个性的遗传物质。包括阿尔兹海默症、亨廷顿舞蹈病、癌症和糖尿病在内的许多疾病都有强烈的遗传倾向。患上这些疾病的风险,是由我们的父母通过DNA遗传给我们的。但科学家发现,DNA并非一成不变。     

基因合成的奠基人——哈尔·戈宾德·科拉纳

1953年,沃森和克里克DNA双螺旋模型的提出标志着分子生物学的诞生,而1958年克里克提出中心法则,进一步阐述了DNA发挥信息载体功能的机制.DNA中的遗传信息需要转换为蛋白质中的结构信息才可实现生物学功能,这其中涉及到一个关键问题,即DNA(或RNA)中的碱基序列决定蛋白质中氨基酸序列的秘密,科学家将"碱基顺序决定氨基酸顺序"这一特性称为遗传密码.20世纪60年代,破译遗传密码成为当时分子生物学领域最迫切需要解决的重大问题之一.1961年,美国国立卫生研究院的科学家尼伦伯格(Marshall Warren Nirenberg)首先应用大肠杆菌无细胞体系确定了第一个遗传密码,即UUU编码苯丙氨酸[1].1966年,所有64种遗传密码全部破译成功,世界多位科学家为此做出了卓越贡献,有两位科学家发挥了关键性作用,除尼伦伯格外,另一位就是美国籍印度裔科学家哈尔·戈宾德·科拉纳(Har Gobind Khorana)[2].     

基因与基因表达

基因是遗传物质的功能单位，它可以把遗传信息传给下一代。大多数生物的基因存在于DNA分子中，少数生物的基因是由RNA组成的。真核生物的基因主要位于细胞核内的染色体上，称为细胞核基因，按孟德尔式遗传。细胞质中的线粒体、叶绿体以及原核细胞的质粒中也含有基因，称为细胞质基因，其遗传方式是非孟德尔式的，表现为母系遗传。     

科学扫盲:一个紧迫任务

在去年召开的科学扫盲(scientific literacy)会议上,地球物理学家罗伯特·赫曾(Robert Hazen)为与会同行做了一个小实验,他问与会的25位地球物理学家,有谁能解释DNA和RNA的区别。“结果,在这25位科学家中只有两人给出了两者之间区别的令人信服的解释”,现在华盛顿卡内基研究院的赫曾说。这两位能作出解释的科学家的专业是鉴别化石有机分子,     

一种新型的遗传性疾病

遗传性疾病通常由细胞的某种蛋白质缺陷而引起.最近一组美国生物学家发现首例是由于细胞内线粒体遗传物质缺陷所引起的疾病,并认为是引起癫痫的一个亚型. 阿特兰大乔治娅埃默里大学(Emovy Unirevsity in Atlant,Georgia)科研人员的研究结果特别令人兴奋;他们发现这种疾病的遗传物质分子缺陷并不位于常见的细胞核DNA上,而是位于线粒体的DNA上.     

寻找癌肿新克星

正[本刊讯]我国科学家丁侃和肖斐等人通过实验证实.一种微RNA(miRNA-885-3p)能通过抑制微血管生成来阻止恶性瘤的增生。该研究为从微RNA分子作用机理中开发抗癌新药提供了一定的线索和理论基础。微RNA(micro RNA)是一类非编码RNA.能通过序列互补而在后转录水平上使某些基因的表达沉默。有些微RNA分子能影响血管生成,     

脱氧核酶在生物检测及基因治疗中的研究进展

脱氧核酶(DNA zyme)是通过体外筛选技术获得的有酶活性的单链DNA分子.随着越来越多的脱氧核酶被筛选出来,科学家对其功能性质的研究也逐渐深入.其中,RNA切割作用作为脱氧核酶最重要的一种特性,是目前研究热点.而脱氧核酶发挥RNA切割作用需要辅因子(金属离子、中性分子、细菌等),因此,基于此特性,DNAzyme不仅被广泛用于金属离子和生物分子检测,而且被应用于特异性切割mRNA阻断蛋白的翻译,从而用于多类临床疾病的治疗.本文系统总结了DNAzyme在金属离子和生物分子检测以及在基因治疗方面的研究进展,并对其在动物体内对目标分子的高灵敏度、低浓度特异性检测及发挥切割活性进而达到疾病治疗做出了展望.     

麻疯病超源于非洲

以往，人们一直以为麻疯病于至少2000年起源于印度，然后由亚历山大大帝的军队带到了欧洲。然而科学家最新发现，麻疯病实际上起源于非洲东部。专家们搜集了来自五大洲共21个国家的171个麻疯分枝杆菌样本，并且对这些细菌的DNA（一种遗传物质）进行分析，结果发现，     

基因组研究引发的伦理思考

人类基因组(human genome)是人类遗传物质的总和,人的全部基因(约3～4万个)就载于总长32亿个碱基对的DNA分子上.人类基因组计划(HGP)旨在测定人类基因组全序列,并在此基础上解释和阐明人类遗传物质的结构和功能.人的生理过程和完整的疾病基因谱已经成为分子水平研究的目标.作为分子医学(molecular medicine)基础的人类基因组研究,必将极大地提高疾病诊断、治疗和预防的水准,服务于提高生存质量和造福民众的崇高理想.     

麻疯病起源于非洲

以往,人们一直以为麻疯病于至少2000年前起源于印度,然后由亚历山大大帝的军队带到了欧洲。然而科学家最新发现,麻疯病实际上起源于非洲东部。专家们搜集了来自五大洲共21个国家的171个麻疯分枝杆菌样本,并且对这些细菌的DNA(一种遗传物质)进行分析。结果发现,这     

DNA坐彗星来地球

对一块已有45亿年历史的澳大利亚陨石的新研究表明,地球生命的一些原材料很可能起源于太空。科学家在这块陨石中发现了有机分子鸟嘌呤和黄嘌呤,同时证实了它们不可能是在地球上形成的。这两种分子都属于碱基,而碱基是DNA的前身,DNA则是地球上生物体的基因指令。鸟嘌呤和黄嘌呤还可能是RNA的基石,RNA则为生物体制造蛋白质。