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人的基因(DNA)被破译到什么程度了
人类的30亿基因图谱基本完成,其中中国在2007年10月绘制完成第一个完整中国人基因组图谱(又称“炎黄一号”),但是这仅仅是基因图谱的完成,可以说是万里长城走了第一步,简单点说就是单基因疾病或者功能基本完成破解,但是基因所对应的功能是非常复杂,一些性状(或疾病)是由多个基因与环境相互作用在不同的时间表现出来或者半表达。因此人的基因破译还有非常长的一段路要走。
基因密码描绘宇宙构造是什么?
一个由来自欧洲和美国的18名科学家组成的数字运算小组宣布,他们历时4年解开了困扰科学界长达120年的一个数学难题。这项新研究成果的意义不亚于破解人类基因密码。科学家们称这项研究成果将帮助天文学家描绘出宇宙的结构。
据从事此项研究的科学家们表示,可以这样说,今天他们终于征服了数学界的“珠穆朗玛峰”。如果将他们的研究数据打印在纸上,可以覆盖住整个曼哈顿地区。
科学家们此次研究的对象是1887年遗留下来的一个重大难题——“E8”。“E8”属于所谓的“李群”理论,是19世纪挪威数学家索弗斯—李发现的。“E8”描述的是具有57维空间的对称体,这对于习惯了三维空间的普通人来说非常难以理解。尽管该群早已为世人所知,但直到目前科学家们还认为它与宇宙的结构可能存在着某种联系。
在此项研究中,欧美数学理论家们使用了极其复杂的程序绘制“E8”体。整个研究数据信息达60G,如果将这些数据保存成MP3音乐格式可以连续播放45天。当然,如此复杂的运算需要采用最新最复杂的数学方法,而这是多年前的技术条件难以达到的。
美国数学研究所的科学家们认为,这项研究成果将为未来数学和物理学的发展产生深远的影响,甚至会影响到宇宙构成理论。
遗传密码的破译的遗传密码的破译过程
基因密码的破译是六十年代分子生物学最辉煌的成就。先后经历了五十年代的数学推理阶段和1961-1965年的实验研究阶段。 1954年,物理学家George Gamov根据在DNA中存在四种核苷酸,在蛋白质中存在二十种氨基酸的对应关系,做出如下数学推理:如果每一个核苷酸为一个氨基酸编码,只能决定四种氨基酸(41=4);如果每二个核苷酸为一个氨基酸编码,可决定16种氨基酸(42=16)。上述二种情况编码的氨基酸数小于20种氨基酸,显然是不可能的。那么如果三个核苷酸为一个氨基酸编码的,可编64种氨基酸(43=64);若四个核苷酸编码一个氨基酸,可编码256种氨基酸(44=256),以此类推。Gamov认为只有4^3=64这种关系是理想的,因为在有四种核苷酸条件下,64是能满足于20种氨基酸编码的最小数。而44=256以上。虽能保证20种氨基酸编码,但不符合生物体在亿万年进化过程中形成的和遵循的经济原则,因此认为四个以上核苷酸决定一个氨基酸也是不可能的。1961年,Brenner和Grick根据DNA链与蛋白质链的共线性(colinearity),首先肯定了三个核苷酸的推理。随后的实验研究证明上述假想是正确的。
1962年,克里克用T4噬菌体侵染大肠杆菌,发现蛋白质中的氨基酸顺序是由相邻三个核苷酸为一组遗传密码来决定的。由于三个核苷酸为一个信息单位,有43=64种组合,足够20种氨基酸用了
破译密码的竞赛中,美国的尼伦伯格博士走在前面。他用严密的科学推理对蛋白质合成的情况进行分析。既然核苷酸的排列顺序与氨基酸存在对应关系,那么只要知道RNA链上碱基序列,然后由这种链去合成蛋白质,不就能知道它们的密码了吗?用仅仅含有单一碱基的尿嘧啶(U),做试管内合成蛋白质的研究。合成蛋白质必须将DNA上的遗传信息转录到RNA上,而RNA的碱基与DNA稍有不同,一般是有UCGA4种(DNA中是TCGA)。这个实验只用了含有单一碱基U的特殊RNA。这样,就得到了只有UUU编码的RNA。把这种RNA放到和细胞内相似的溶液里,如果上述观点正确,应该得到由单一一种氨基酸组成的蛋白质。这样合成的蛋白质中,只含有苯丙氨酸。于是,人们了解了第一个蛋白质的密码:UUU对应苯丙氨酸。随后,又有人用U—G交错排列合成了半胱氨酸—缬氨酸—半胱氨酸的蛋白质,从而确定了UGU为半胱氨酸的密码,而GUG为缬氨酸的密码。这样,人们不仅证明了遗传密码是由3个碱基排列组成,而且不断地找出了其他氨基酸的编码。
进一步研究发现,不论生物简单到只一个细胞,还是复杂到与人一样高等,他的遗传密码是一样的。也就是说,一切生物共用一套遗传密码。
用数学方法讨论基因频变的变化(过程谢谢)
配子比例;A:30%+1/2*60%=60% a:10%+1/2*60:%=40%
子代基因型频率:AA:60%的平方=36% Aa:2*40%*60% =48% aa:40%的平方=16%
子代基因频率:A:60% a:40%
遗传平衡后,无论多少代,基因频率都不会发生改变。基因型频率如果改变,只改变一代,一代后不再改变。