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遗传信息

  生物信息存在于DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)上。各种生物都有由特异碱基序列构成的DNA或RNA。这些遗传物质有一定的化学结构和特殊的空间结构。 每个DNA分子都由两条长链盘旋成为规则的双螺旋结构。这两条长链的外侧由脱氧核糖和磷酸组成,长链之间的每个横档由一对碱基组成。每对碱基通过氢键相连并相互对应,即腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对。这些碱基严格的配对的规律以及它们在长链上的有序排列蕴藏了全部遗传信息。由于碱基对排列顺序不同,就构成了DNA分子的多样性。DNA通过复制转录合成互补的RNA,把遗传信息编码在mRNA的碱基序列中,进而通过细胞的蛋白质合成机构把mRNA翻译成特异的蛋白质。虽然每个多细胞生物所有的细胞都来自同一个细胞──受精卵,具有同样的遗传信息,却可以有肝细胞和神经细胞等的分化,这是由于在发育过程中遗传信息在转录和翻译上严密有序的调节控制形成的。同样也可由DNA、RNA的碱基序列的突变选择和积累演化出形形色色的生物种类。

   遗传信息 genetic information 指生物为复制与自己相同的东西、由亲代传递给子代、或各细胞每次分裂时由细胞传递给细胞的信息, 即碱基对的排列顺序(或指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序) 。从历史上看,首先是由G.J.Mendel(1866)的研究形成了概念,即相应于生物各种性状的因素(现在称为基因)中包含着相应的信息(以后G.Beadle等人(1941)所开创了遗传生物化学的研究,描绘出这样一个轮廓:基因和决定生物结构与功能的蛋白质之间具有一对一的对应关系。关于基因的化学本质方面,根据O.T.Avery等(1944)进行的转化实验,以及A.Hershey和M.Chase(1952)用大肠杆菌噬菌体的DNA进行的性状表达实验,已阐明DNA是遗传信息的载体。附着DNA结构研究的进展,现在已经确立了这样的概念,即基因所具有的信息可将DNA的碱基排列进行符号化。信息在表达时,DNA的碱基排列首先被转录成RNA的碱基排列,然后再根据这种排列合成蛋白质。有的病毒的遗传信息的载体不是DNA,而是RNA。遗传信息不仅有相应于蛋白质的基因信息,也包括对信息解读所必需的信息、控制信息表达所必需的信息,以及生物为了复制与自己相同结构所必需的一切信息。

配图
遗传信息的流动遵循下列规律
遗传信息的流动遵循下列规律遗传信息的流动遵循下列规律

生物体遗传信息的传递的几种类型
中心法则及其补充内容告诉了我们遗传信息的流动方向。其分解过程包含了如下6点:DNA的复制,遗传信息流动方向由DNA→DNA;DNA的转录,遗传信息流动方向由DNA→RNA;翻译,遗传信息流动方向由RNA→蛋白质;RNA的复制,遗传信息流动方向由RNA→RNA;RNA的逆转录,遗传信息流动方向由RNA→DNA;蛋白质的复制,遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质。但是究竟在生物体中遗传信息的传递应该包含其6点内容中的几种呢?不同类型的生物,遗传信息的传递过程也有所差异。生物体遗传信息的传递大致分为如下类型:
1.DNA复制型
在DNA复制型的生物中,生物体的遗传信息流动包含3点:DNA的自我复制,遗传信息流动方向由DNA→DNA;DNA的转录和翻译,遗传信息流动方向由DNA→RNA→蛋白质。这种类型的生物主要针对地球上绝大多数的动植物和噬菌体病毒等。
2.RNA复制型
在RNA复制型的生物中,生物体的遗传信息流动包含2点:RNA的自我复制,遗传信息流动方向由RNA→RNA;翻译,遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。这种类型的生物主要针对植物病毒如烟草花叶病毒和动物病毒如脊髓灰质炎病毒等。也有些遗传信息的流动只有1种:RNA的自我复制,遗传信息流动方向由RNA→RNA;这种类型的生物主要针对SARS病毒,流感病毒等。
3.RNA逆转录型
在RNA逆转录型的生物中,生物体的遗传信息流动包含3点:RNA的逆转录,遗传信息流动方向由RNA→DNA;转录,遗传信息流动方向由DNA→RNA;,翻译,遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。这种类型的生物主要针对致癌病毒和导致艾滋病的人体免疫缺陷病毒(HIV)。
4.蛋白质复制型
在蛋白质复制类型的生物中,生物体的遗传信息流动包含1点:蛋白质的复制,遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质;这种类型的生物目前只发现一种即盛行欧美的疯牛病病毒(朊病毒)。

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