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Introduction to Computational Biology 核酸的生物学意义 核酸的特殊意义：存储大量被压缩的生物信息 核苷酸可以作为化学能量的携带者 ATP（腺苷三磷酸）在细胞反应中参与能量的转移 核苷酸链及其方向 1个核苷酸的3’位-OH与相邻的核苷酸5’位磷酸基形成磷酸二酯键，实现2个核苷酸连接。 若干个核苷酸通过磷酸二酯键连接成的多聚核苷酸链，形成5’－3’的方向 Introduction to Computational Biology 霍尔丹的“原始汤”：小分子有机化合物（氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等）汇集在原始海洋中，怎样形成复杂的大分子？ 复杂的有机物质：蛋白质、核酸、多糖、类脂等大分子物质。其中蛋白质和核酸的形成对于生命现象具有非常重要的作用。 生物大分子并不能独立表现生命现象，只有形成了众多的、乃至成百万的以蛋白质、核酸为基础的多分子体系时，才能表现生命萌芽。 而生物大分子在溶液中自动聚集，从而形成各种独立的多分子体系，出现团聚体或微球体。由于多分子体系可以起到有机表面的催化作用，而反过来作用于各类单体的聚合，促使产生更高级的蛋白质和核酸，然后通过有序性逐渐提高的长期过程，其结构、机能便愈益复杂和完善，由此产生出原始生命。 人造生命离我们还有多远？ 推荐读物：《第五项奇迹——生命起源之探索(The fifth miracle)》P. Davis ，译林出版社，2004年 思考题：小分子、大分子怎样组成复杂的生命？ Introduction to Computational Biology §2.4 遗传的分子基础 Introduction to Computational Biology Mendel的“遗传因子” Gregor Mendel (1822-1884) 奥地利植物学家。1851～1854年在Vienna大学学习物理、数学和自然科学。此后连续8年(1857～1865)以豌豆为实验材料进行单因子杂交和双因子杂交实验，1865年提出遗传学的两个基本定律：分离定律和自由组合定律。并开始提出“遗传因子”的概念。35年后，其研究成果开始引起科学界重视。 §2.4.1 What is gene? Introduction to Computational Biology Introduction to Computational Biology “遗传因子” 生物的每一个性状，从亲代到子代，是由颗粒性的“遗传因子”决定的，并由颗粒性的“遗传因子”负责传递遗传信息； 体细胞中的“遗传因子”成双存在，配子中只含有其中之一； 亲代杂交时，“遗传因子”保持独立性，互不融合，在形成子代时，配子的结合是随机的。 “基因(gene)” 1909年，丹麦遗传学家Johansen提出“gene”一词代替“遗传因子”。 从Mendel直到20世纪初，“遗传因子”或“基因”还只是逻辑推理的概念，是作为一种遗传性状的符号，无任何物质的内容。 Introduction to Computational Biology Morgan的 “基因学说” Thomas Morgan (1866-1945) American geneticist whose maternal great grandfather was Francis Scott Key, author of the words to the American national anthem, The Star-Spangled Banner. Morgan pioneered the entire field of genetics with his study of Drosophila, the fruit fly. He collaborated at Caltech with Bridges and Sturtevant. In 1915, Morgan collaborated with Sturtevant, Hermann Muller and Bridges in writing the landmark textbook The Mechanism of Mendelian Heredity. In 1933, Morgan was awarded the Nobel Prize for the discovery of the chromosomal mechanism by which traits are passed to offspring through interaction of genes.