【A-level生物】DNA的结构是什么？（附考试重点）

在IGCSE或是A Level考试中,有一个重点章节：DNA的结构，但到底什么是DNA呢？今天，小编来为大家普及一下。

“DNA is the genetic material, which carries the genetic information to pass from cell to cell.” DNA是种遗传物质，上面携带着遗传信息。那么什么又是遗传物质呢？遗传物质就是基因，是DNA上的小片段，上面包含了构成蛋白质的氨基酸（amino acids）的顺序，也就是决定了蛋白质的种类。

自然界中DNA是由4种不同的Nucleotide构成的，分别用不同字母表示：A，T，C和G，而蛋白质则是由20种不同的Amino acids构成的。4种不同的Nucleotide3个一组通过不同的排列组合，可以产生64种不同的基因编码（Genetic Code）分别对应着20种Amino acids， DNA将被转录（transcription）成它的“近亲”-RNA，然后RNA们会被转译（translation）成蛋白质，这是自然界任何一种生命体内的铁则。顺便一提这也是每年IGCSE和A Level的考试内容。

不过呢有很多生物学家一直对自然界中的DNA结构抱有“不满”，因为DNA是双螺旋结构，两条DNA链由氢键（Hydrogen Bonds）连接和维持来形成一条DNA分子。Hydrogen Bond是一种很弱的化学键，其对温度很敏感，会随着温度上升而被打破.。佛罗里达应用分子进化基金会的有机化学家Steven Benner说：“DNA分子有很多地方是错的。他质疑那些宝贵的遗传信息居然通过这些脆弱的Hydrogen bonds传递给下一代。

接下来老师跟同学们介绍一下最近遗传性上有趣的发展。Steven Benner在过去的几十年中不断尝试的架构更好的DNA和RNA结构。

大家从上图中可以看到Benner尝试制作出新型的DNA分子，由6种不同的Nucleotides构成，他设计了两周自然届中所没有到Nucleotide：P和Z。增加了新的Nucleotides会给我们带来什么影响呢？这将大大增加基因编码的数量，基因编码将从64种（4*4*4）上升到216种（6*6*6），这甚至将会添增Amino acids的数量，打破现有的DNA-RNA-Protein关系。虽然人造Nucleotides目前还无法在天然细胞中起到实际作用，但是已经有科技公司将这一技术应用于针对病毒感染的检测和监控，比如艾滋病毒（HIV），这一类病毒会将自己的遗传物质插入被感染的寄主细胞的DNA中。

“疯狂”的科学家远不止Benner 一个，美国斯坦福大学的化学家KricKool 创建出了一种新的Nucleotide “F“，其可以模拟天然Nucleotide中的“T”；斯克利研究所也发出报导研发出了新的DNA结构。

同学们有兴趣的话可以跟进了解一下，这在国外被称为Further reading，被高中和大学推荐，Further reading不光可以帮助同学们更好的掌握现有知识；还可以开拓思维；甚至这将是在申请大学、面试、课堂上和教授们的“谈资”，使你在众多学习者中脱颖而出。

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