人类生命的本源

人类生命的本源—核酸

学校：抚顺师范高等专科学校

系别：08级生化系、生物实验技术班级

邮编：116038

指导老师：李峰

作者：曲平平

一、摘要

孕育、出生、生长、成熟、衰老直至死亡是人类生命运动的必然过程。健康是人的基本权利，达到尽可能好的健康水平是人类一项最重要的社会新目标。在现实生活中，每个人的寿命长短不同，生命质量相差悬殊。那么健康，谁主沉浮？

核酸由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。

二、关键词

蛋白质、基因、核糖核酸、脱氧核糖核酸、膜虑、酶切技术。

三、正文

有一种缘分,来自36亿年前,久远得不能再久远.

这种缘分,与每一人都有关系,亲近得不能再亲近.

直到100年前,人类才发现这种亲缘.

这就是生命之源----核酸.

36亿年前,地球表面温度开始降低,但内部温度却升高.火山爆发产生的气体,形成了甲烷,氨,氢等.这些气体在大自然不断产生的宇宙射线,紫外线和闪电的作用下,激活了一种叫做核苷酸和氨基酸的小分子物质.它们经过雨水的冲洗流入河流,最后汇集在生命的摇篮----海洋中.

核苷酸是组成核酸的基本单位,氨基酸是组成蛋白质的基本单位.它们在原始海洋里长期积累聚合,形成核酸大分子和蛋白子大分子.又经过长期的演变,终于形成了具有新陈代谢功能和能够自我繁殖的单细胞,原始生命就这样诞生了.

核酸是一切生物细胞的基本成分和核心物质，也是调节生命现象的重要物质，他是控制蛋白质的合成，主宰所有生物体的生长、发育、繁殖、遗传和变异。天然存在的核算有两类，一类是脱氧核糖核酸（DNA）,另一类是核糖核酸(RNA)，DNA存在于细胞核内和线粒体内，携带遗传信息，决定细胞和个体基因。RNA存在于细胞质和细胞核内，参与细胞内DNA遗传信息的表达。病毒中，RNA也可以作为遗传信息的载体。所以没有核酸生命就不会延续，任何生命的新陈代谢都不能进行。

生命科学中认为生命的基本物质是核酸，DNA是蛋白质等其他营养的设计师，RNA是直到蛋白质其他营养补充到人体各个器官的建筑师，所以核算营养是一切营养存在和利用的基础营养。如果没有核酸就没有生命，所以中国著名营养学家于若木提出“核酸是生命的本源营养”，也就是“生命之源”“生命之本”。

1869年，F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,因存在于细胞核中而将它命名为"核质"(nuclein)。核酸(nucleic acids)，但这一名词于Miescher的发现20年后才被正式启用,当时已能提取不含蛋白质的核酸制品。早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。

核酸为什么是遗传物质？

1944年，Avery等为了寻找导致细菌转化的原因，他们发现从S 型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。结论是:S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。

双螺旋的发现

核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA 双螺旋结构模型。模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上：

1.核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是Chargaff 于1950-1953年发现的DNA化学组成的新事实；DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1；

2.Ｘ线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数；

3.遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA复制 (replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性。其正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实。DNA双螺旋结构模型的确立为遗传学进入分子水平奠定了基础，是现代分子生物学的里程碑。从此核酸研究受到了前所未有的重视。

日新月异的研究进展

三十多年来，核酸研究的进展日新月异，所积累的知识几年就要更新。其影响面之大，几乎涉及生命科学的各个领域，现代分子生物学的发展使人类对生命本质的认识进入了一个崭新的天地。双螺旋结构创始人之一的Crick于1958年提出的分子遗传中心法则 (centraldogma)揭示了核酸与蛋白质间的内在关系，以及RNA作为遗传信息传递者的生物学功能。并指出了信息在复制、传递及表达过程中的一般规律，即DNA→RNA→蛋白质。遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中，它们以功能单位在染色体上占据一定的位置构成基因(gene)。因此，搞清DNA顺序无疑是非常重要的。1975年 Sanger发明的DNA

测序（DNAsequencing)加减法为实现这一企图起了关键性的作用。由此而发展起来的大片段DNA顺序快速测定技术──Maxam 和Gilbert的化学降解法(1977年)和Sanger的末端终止法(1977年)，已是核酸结构与功能研究中不可缺少的分析手段。我国学者洪国藩于1982年提出了非随机的有序DNA测序新策略，对DNA测序技术的发展作出了重要贡献。目前，DNA测序的部分工作已经实现了仪器的自动化操作。凭借先进的DNA测序技术及其它基因分析手段，人类正在进行一项以探明自身基因组(genome)全部核苷酸顺序（单倍基因组含3×109碱基对)为目标的宏伟计划──人类基因组图谱制作计划(human genome mapping project)。据称，此项计划的实现，将对全人类的健康产生无止境的影响。Watson-Crick模型创立36年后的1989年，一项新技术──扫描隧道显微镜(scanning tummeling microscopy, STM)使人类首次能直接观测到近似自然环境中的单个DNA分子的结构细节，观测数据的计算机处理图像能在原子级水平上精确度量出DNA分子的构型、旋转周期、大沟(major groove)及小沟(minor groove)。这一成果是对DNA 双螺旋结构模型真实性的最直接而可信的证明。此项技术无疑会对人类最终完全解开遗传之谜提供有力的帮助。可喜的是，我国科学家在这项世界领先的研究中也占有一席之地。

二、食物核酸可以消化吸收并发挥营养作用

食物中的核酸被肠道中原本就存在的酶降解，变成了没有遗传功能的碱基、核苷、核苷酸，食物中核酸真正被吸收的是这三种物质，而不是具有遗传功能的核酸。这并不是新知识，人们吃米、面，也不直接吸收碳水化合物，而是吸收它的降解物葡萄糖；吃肉、蛋时不直接吸收蛋白质，而是蛋白质的降解物氨基酸；吃脂肪时吸收的是脂肪的降解物甘油和脂肪酸等。但我们不把吃蛋白质说成吃氨基酸、也不把蛋白质营养称作氨基酸营养。从食物中消化吸收的碱基、核苷、核苷酸，在组成、结构和功能上与内源性的同类物质没有区别，同样起生理和营养作用，因此核酸能被消化、吸收、转化成生理物质和营养物质，核酸食品不是基因食品。