说到DNA结构,生物学得不好的人一头雾水;学得好的人觉得DNA结构还是挺简单的。
DNA的学名叫脱氧核糖核酸,它由三个部分组成。
这三种组分为:碱基、五碳糖(脱氧核糖)、磷酸根。
DNA分子中的,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
如果作一个形象比喻,DNA的结构像梯子,两根扶手做边,中间是用于踏脚的横杆。两侧扶手由两条脱氧核糖和磷酸交替连接而成,而中间横杆是碱基对。
这样看来,DNA的结构非常简洁。接下来的问题是,为什么DNA的结构会是这样的,这样的结构有什么特性和功用?
在DNA结构中,磷酸根和脱氧核糖主要起骨架作用。DNA的奥秘存在于它的横杆——碱基里面。
碱基有四种:鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C) 。
四种碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T,C=G,即嘌呤数之和等于嘧啶数之和。所以,DNA中只有A-T和C-G碱基对这两种横杆。
DNA分子非常大,构成碱基序列有几百万到上亿的碱基对,碱基对三个一组,在三个一组的基础上构成不同的排列组合。DNA分子中碱基对不是任意排列的,碱基对有其特定的排列顺序,这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息。
虽然只有四种碱基及两种碱基对,但由于构成每个DNA分子的碱基对排列顺序的多样性,各种生物信息也就能够贮存在碱基序列中。这让我们想到计算机语言的基础,就是0和1这两个数字,却可以表达无限的信息。
DNA也好,计算机语言也好,它们都是以序列的方式来储存和表达信息。
如果我们再深入想下去,DNA的运作方式不就是生物遗传、生长以及演化的程序吗。
计算机程序基础是由0和1组成的代码排列,DNA的基础是化学物质的排列,它们构成程序的机理是相通的。
我们通常认为,程序这种东西是由人创造出来的,实际上,它原本就存在于自然之中。那么,问题来了,自然怎么知道通过某种化学物质组合来创造出类似计算机程序一样的东西,这纯粹是一种巧合吗?