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图书迷 > 都市言情 > 跟着番茄学物理 > 第110章 DNA 与 RNA:生命密码的书写与误读
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第110章 DNA 与 RNA:生命密码的书写与误读

……

【“家人们,开动脑筋!是什么在背后主导着生物的变异进程呢?”】

【顾神在直播间发起互动,不等观众回应,便自答道,“没错,就是遗传物质。但在聊这场大变异之前,咱们先来攻克一个基础又重要的知识。” 他端起水杯,轻抿一口,接着讲,“大家了解遗传物质的发展脉络吗?在生命进化的长河里,RNA 先于 dNA 出现。其中,dNA 是生物构造和运转的核心蓝图,储存着各种遗传信息。RNA 则作为信息传递者,从 dNA 获取指令,完成特定蛋白质的合成工作 。” 】

……

洛尘在电话这头听着顾神的讲解,不禁接过话茬对骁睿说道:“骁睿,顾神说得没错。打个比方,dNA就像是生命图书馆里珍藏的古籍,出于安全考虑,这些古籍不能随意带出图书馆。

而RNA则像手抄员,将古籍中的关键信息抄录出来,传递到细胞各处发挥作用。

可以说dNA是生命的总设计师,储存着生物体的所有遗传信息,

RNA则是勤劳的小助手,负责将这些信息传递并转化为实际的生命活动 。”

在直播间里,顾神的话如同一记重锤,激起千层浪。弹幕瞬间疯狂滚动,密密麻麻的文字几乎将屏幕淹没:

“原来dNA和RNA还有这样的关系,顾神这知识太硬核了!”

“感觉马上要触及生物进化的核心秘密了,心跳加速!”

“快讲讲,遗传物质到底是怎么主导这场变异的,急死我了!”

...

骁睿紧盯着屏幕,兴奋地对着电话喊道:“洛尘,顾神讲到关键地方了!但我突然想到,既然RNA负责从dNA复制遗传指令合成蛋白质,那在这个过程中,会不会出现错误,导致合成的蛋白质与原本指令不符呢?

这些错误又如何影响生物个体?”

洛尘推了推眼镜,眼中露出赞赏的神色,有条不紊地解释道:“这是个非常好的问题,骁睿。细胞中的RNA转录和翻译过程,存在一套类似质检员的校对机制。

这些‘质检员’由特定的酶充当,它们能识别dNA或RNA链上不匹配的碱基,并将错误碱基切除,按照正确模板修复。

正常情况下,这套校对机制能识别并纠正转录过程中出现的大部分碱基配对错误。”

骁睿忍不住惊叹:“哇,细胞居然有这么精密的机制!”

洛尘接着说:“是的,然而一旦遭遇恶劣环境,转录翻译错误的概率便会大幅攀升。

以1986 年切尔诺贝利核事故为例,事故发生后,大量放射性物质泄漏,周边的欧洲赤松受到严重影响。

在辐射的干扰下,细胞内转录翻译的校对机制失灵,许多欧洲赤松的转录翻译过程出现严重紊乱。

其松针本该细长且呈螺旋状排列,却变得短小、扭曲,光合作用效率大幅降低。”

骁睿追问道:“除了植物,动物也会受影响吧?”

洛尘点头:“没错。辐射还导致当地田鼠转录翻译错误,许多田鼠幼崽眼睛畸形,视力受损,严重影响了它们躲避天敌和寻找食物的能力。

事实上,在RNA转录时,高温、辐射以及化学物质的干扰,都会影响酶的结构与活性,降低校对机制的工作效率,导致碱基配对错误的情况增多。

在翻译过程中,转运RNA可能携带错误的氨基酸,致使蛋白质结构异常。

不同生物受此影响的程度和表现各有不同。

对于大肠杆菌这类原核生物而言,若是参与糖代谢的关键酶在合成过程中出现转录翻译错误,可能导致其无法正常利用葡萄糖,在营养竞争中处于劣势。 ”

骁睿微微皱眉,追问道:“那这些错误会导致疾病发生吗?”

洛尘点头,认真说道:“会的。对人类来说,关键蛋白质的错误合成可能引发严重疾病。

比如镰状细胞贫血,本质是β珠蛋白基因发生单碱基突变,使得mRNA上的密码子改变,翻译时原本应掺入的谷氨酸被缬氨酸替代。红细胞因此从正常的圆盘状扭曲成镰刀状,不仅容易堵塞血管,还过早破裂,引发贫血。”

骁睿惊讶道:“一个小小的碱基变化,居然能造成这么严重的后果!那还有其他类似病症吗?”

洛尘继续说道:“还有囊性纤维化,cFtR基因突变,致使mRNA翻译出的蛋白异常,氯离子运输受阻。

这使得肺部积聚大量黏稠分泌物,反复引发肺部感染,同时也影响胰腺消化酶的分泌,导致消化不良。”

骁睿追问道:“除了这两种病,还有其他病症和转录翻译错误有关吗?”

洛尘接着说:“在神经退行性疾病方面,亨廷顿舞蹈症是因为亨廷顿基因中的cAG三核苷酸重复序列异常扩增。

转录翻译后,产生的异常蛋白在神经细胞内聚集,患者会出现不自主的舞蹈样动作,还伴有认知障碍和精神症状。”

骁睿皱眉,关切地问:“太可怕了!那脊髓性肌萎缩症又是怎么回事?”

洛尘回应:“脊髓性肌萎缩症则是SmN1基因突变,翻译出的SmN蛋白数量不足,导致脊髓前角运动神经元退化,严重影响患者的运动功能,病情严重的婴儿甚至会因呼吸肌麻痹危及生命。

从癌症角度来讲,慢性粒细胞白血病由9号和22号染色体易位,形成bcR-AbL1融合基因。

其转录翻译出的融合蛋白干扰细胞信号传导,促使癌细胞异常增殖,抑制正常造血功能,引发贫血、感染、出血等症状。”

......

骁睿若有所思,又问:“从进化的角度来看,这些错误又起到什么作用呢?

毕竟进化需要变异,这些转录和翻译过程中的错误,算是一种变异吗?”

洛尘点了点头,继续分析:“从本质上来说,这些错误确实可以视为一种变异。

以幽门螺杆菌为例,这种细菌原本对部分抗生素敏感。但在一次转录翻译错误后,其细胞膜上的蛋白质结构发生改变,抗生素难以与之结合,无法发挥杀菌作用,幽门螺杆菌从而获得了耐药性。”

骁睿眼睛一亮,说道:“这么说,这个错误反而成了幽门螺杆菌生存的优势!”

洛尘笑着肯定:“对。在抗生素广泛使用的环境中,这种耐药的幽门螺杆菌在生存竞争中占据优势,大量繁殖,推动了种群的进化。

所以,转录和翻译中的错误虽然在个体层面可能引发问题,但在种群进化层面,却为生物多样性和适应性进化提供了原材料。”

...