第二节　遗传物质DNA——生命的“螺旋天梯”

在生命这一场神奇的“接力赛”中，是遗传将我们人类的基因代代相传。而作为“接力棒”角色的遗传物质，其地位至关重要。自人类受精卵形成的初始，遗传物质就“主导”着人体各组织器官的生长发育。

1.生命的“螺旋天梯”

为了了解在遗传这场生命“接力赛”中，担任“接力棒”的遗传物质是如何完成自己神圣使命的，科学家们一直在付出和努力。1953 年，美国科学家沃森和英国科学家克里克在剑桥大学的一所实验室里，发现了人类主要遗传物质DNA 的双螺旋结构，其形状与“螺旋天梯”极为相似。

其实，除精子、卵子和一些特殊类型细胞如红细胞外，我们人体的每一个细胞都有46 条“螺旋天梯”，每个细胞的“螺旋天梯”连起来大约有2 米长。如果把人体全部的DNA 连接起来，大约有100 万亿米。

2.神奇的“生命密码”

在DNA 这座神奇的“螺旋天梯”里，有一种非常重要的“材料”——核苷酸。核苷酸的两条链构成了“天梯”的扶手，核苷酸上对应的碱基便是“天梯”上四种颜色不同的“踏板”。碱基是核苷酸的重要组成成分，主要有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）。“螺旋天梯”上的四种“踏板”按照不同顺序排列形成了左右两条长长的字母串，像密码一样，这就是父母传递给我们的“生命之书”。“踏板”之间的连接方式只有两种：A 只能和T 配对、G 只能和C 配对，即遗传学上的“碱基互补配对原则”。这两种连接方式就像两种经典的榫卯结构，既美观又稳定。

3.读懂“生命之书”

如果将人体比作一台精密的仪器，DNA 所携带的遗传信息就相当于这台仪器的“使用说明书”。在“生命之书”的指引下，我们人体的每个细胞都各司其职，让复杂的生命活动得以有条不紊地进行。尽管组成人体的细胞数不胜数，但它们最初都源于一个聚集了父母双方遗传密码的受精卵。那么，一个细胞是如何将含有庞大信息量的“生命之书”复印的呢？

原来，细胞在分裂之前会先进行遗传物质DNA 的复制。每完成一次复制后，新生成的DNA 双链便包含了一条新链和一条旧链，这种复制方式称为“半保留复制”。就像我们抄写单词时偶尔会出现差错，在面对大量信息时，DNA 的复制也会出现差错，即“突变”。为了能及时纠正差错，DNA 建立了一套修复机制，即当DNA 的一条链出现差错时，另一条链便根据特定配对方式进行修复。如果仍没有修复成功，恰巧“突变”又发生在关键区域，则可能导致遗传病的发生。不过，大家不用过于担心，因为发生这种情况的概率会很低。

优生优育知识

当DNA 受到攻击时，其化学结构和基因序列可能发生改变，形成损伤。这些攻击在环境中（例如食物、空气、水等）可能是致癌物质、辐射等，同时也包括肿瘤放化疗、生殖系统疾病、吸烟等。因此，要想生育健康的宝宝，就要尽量减少接触这些有害因素，养成健康的生活方式：在合适的年龄生育、均衡膳食、舒缓压力、调整作息、远离不良嗜好等。此外，建议具有特殊工作性质的夫妻，在备孕期间应尽量减少有毒化学物质的暴露，远离电离辐射、紫外辐射。

参考文献

［1］WATSON JD，CRICK FH.Molecular structure of nucleic acids；a structure for deoxyribose nucleic acid［J］.Nature，1953，171（4356）：737-738.

［2］CRICK FH.On the genetic code［J］.Science，1963，139（3554）：461-464.

［3］CRICK F.Central dogma of molecular biology［J］.Nature，1970，227（5258）：561-563.

［4］WATSON JD，CRICK FH.Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid［J］.Nature，1953，171（4361）：964-967.

［5］鞠永峰.基因突变如何自发产生［J］.生物学教学，2014，39（05）：66-67.

［6］宋囡，石磊.DNA 损伤修复的分子机理研究进展［J］.西南医科大学学报，2018，41（01）：94-96.

［7］STRINGER JM WA，LIEW SH，HUTT K.The capacity of oocytes for DNA repair［J］.Cellular and molecular life sciences，2018，75（15）：2777-2792.