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儀表網(wǎng) 儀表產業(yè)】DNA,也被人們稱為脫氧核糖核酸,我們知道,生物細胞內含有四種重要的生物大分子,這四種的其中之一便是核酸。DNA是由重復的核苷酸單元組成的長聚合物,也是核酸中的一種。DNA攜帶有合成RNA和蛋白質所必需的遺傳信息,是生物體發(fā)育和正常運作的生物大分子。在細胞分裂之前,DNA在復制過程中,復制了生物體的遺傳信息,正是因為它含有著完整的遺傳信息,才不斷被人們進行研究。
起初,人們還沒有DNA這個概念的時候,瑞士生物化學家弗里德里希·米歇爾就已經從手術繃帶的膿液中,將這種物質分離出來。但當時并不稱之為DNA,而是由于這種微觀物質位于細胞核中,被大家稱為核蛋白,那時已是150多年前。在這件事之后,人們就如同打開了新世界的大門,一批一批的科學家投身于基因的學科研究中。
之后,又歷經90年的探索,馬修·梅瑟生與富蘭克林·史達在實驗中,確認了DNA擁有的復制機制,并啟發(fā)了后來的克里克團隊,得出遺傳密碼是由三個堿基以不重復的方式所組成的,稱之為密碼子。后來,一些科學家于1961年解出了這些密碼子所構成的遺傳密碼。因此,現(xiàn)代基因測序工程也逐漸展開。
目前的研究結果把DNA分為單鏈DNA、閉環(huán)DNA和垃圾DNA三種,而其中單鏈DNA被研究的更多,測序方法和和科技手段也較為多樣化。但是,一直以來,人們對于環(huán)狀DNA的研究一直較少,原因是由于缺乏有效的方法來進行研究和測序,使得這個方面的進展屢屢受到阻礙。
據(jù)了解,環(huán)狀DNA在細菌和病毒的基因組中很常見。環(huán)狀DNA是指位于染色體外的閉合環(huán)形DNA結構。和游離的線性DNA相比,這種環(huán)形DNA不易被核酸酶降解,結構上更加穩(wěn)定。并且,環(huán)狀DNA 還廣泛存在于包括人類的各種真核生物中,具有很高的組織和疾病特異性。
近期,科學家又在人和植物的細胞核內發(fā)現(xiàn)了大量環(huán)狀DNA,還在癌細胞中發(fā)現(xiàn)了這一不被人們重視的環(huán)狀DNA,經過專家推斷,它甚至可能與癌細胞的快速繁殖能力有一定相關性。雖然傳統(tǒng)觀點一直認為真核基因組通常形成穩(wěn)定的線性染色體,但新的研究表明,無論是在正常體細胞還是癌細胞中,都存在大量染色體外環(huán)狀DNA,甚至儲存著更多的基因信息。
基于此,科學家們近幾年開始著手調查環(huán)狀DNA在癌癥中的作用,且攻克對其的測序技術難關。功夫不負苦心人,據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道,5月14日,加拿大一名生物學家發(fā)明了一種新工具,這一工具名為CIDER-Seq,可對環(huán)狀DNA進行測序。事實上,他們是基于分子生物學和生物信息學的知識上,設計出的新算法,并用這個算法,在實驗中獲得了環(huán)狀DNA的完整序列。這種技術目前已被研究者發(fā)表于網(wǎng)絡上,供其他科學家分析環(huán)狀DNA序列。
此番,新工具突破了原本人們在環(huán)狀DNA測序中的技術難題,或將為科學家之后的研究提供更豐富、更準確的數(shù)據(jù)。因為現(xiàn)在研究還得出,許多農作物感染的病毒都擁有環(huán)狀DNA,這一新技術也能為農業(yè)發(fā)展帶去好處。不僅如此,拓展的環(huán)狀DNA研究領域還有望促進人們針對病毒、農業(yè)甚至癌癥的研究。
眼下是生物學飛速發(fā)展的時代,作為生物學一大熱點的DNA測序技術,還在不懈地更新著,幫助科學家從DNA序列中挖出更多的秘密。誠如人類基因組研究的專家、美國塞萊拉公司科學家克雷格·文特爾所言:破譯基因組密碼的意義就如同在剛發(fā)現(xiàn)電的那個時代,沒有人能想象出個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)一樣。相信未來,測序技術的開發(fā)與進步,能夠將人們的生活品質提升至更高的高度。
資料來源:科技日報、生物通
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