人體細胞中包含DNA總長可達2000萬公里,是什麼保證如此巨量的結構嚴絲合縫?

貓先生內涵科普


人體是一個極其精密的結構,大腦控制身體的生理活動,即便你是在休息的時候,大腦也可以將身體管理得井井有條。在人體中,擁有40萬億至60萬億個細胞,取個平均數也有50萬億個,而一個龐大的銀河系,含有的星體總數包含恆星與行星,不過在1萬億顆左右,這說明人體含有的細胞總數相當於銀河系含有星體總數的50倍。

這50萬億個細胞組成了人體,每一個細胞又是一個個的小環境,它們有自己的細胞核以及整套的遺傳信息。我們知道,包含人體遺傳信息的是染色體,而染色體又是主要由DNA組成,DNA學名叫做脫氧核糖核酸,它是雙螺旋結構,由兩條脫氧核苷酸鏈圍繞一個共同的中心軸盤繞而成,嚴絲合縫沒有一絲兒差錯。DNA主要由四種鹼基組成,它們之間互相配對以氫鍵聯合,形成了穩定的DNA雙螺旋的結構。

開始於1990年的人類基因組計劃,研究表明人體的基因組含有約30億個鹼基對,每個細胞中都含有整套的遺傳信息,所以說每個細胞都含有30億個鹼基對。每一個鹼基的長度大約是0.34納米,那麼如果將一個體細胞內的所有鹼基連接起來,總長度就達到了2米,這個數字是非常驚人的,然而DNA就是這樣以這種螺旋形態圈上加圈,使得30億個鹼基對容納在只有6微米寬的空間內。

那麼,如果將人體中所有的細胞含有的DNA全部拉直,總長度可以達到多少呢?得出的是一個天文數字,1000億公里,相比之下,地球到太陽的距離不過才1.5億公里。

一個小小的人體內部竟然含有如此巨量的DNA,那究竟是什麼來保證如此巨量的DNA物質的穩定的呢?

我們知道,DNA的複製是半保留複製,複製的過程也是一個邊解旋邊複製的過程,在這個過程中,遊離的鹼基將嚴格的按照鹼基互補配對原則來與母鏈上的鹼基進行配對,這個過程是非常嚴格的,這不僅是由本身的複製方式來保證的,而且在複製的過程中還有一種特殊的酶參與,這種酶就是DNA聚合酶。

DNA聚合酶參與DNA的複製,是複製過程中不產生錯誤的重要保證。如果在複製的過程中發生了錯誤,DNA聚合酶會修復它,不僅如此,它還可以隨時的進行校對,如果發現了錯誤,立即進行修復,這保證了DNA的準確無誤。

當然了,這個只是DNA穩定的一方面因素,另一方面是在DNA雙螺旋結構上的穩定。

又是什麼來保證DNA結構的穩定的呢?

主要是鹼基堆積力、氫鍵、範德華力的協同作用,最重要的還是鹼基堆積力,這是一個什麼力呢?在DNA螺旋的平面圖中,你可以看到每一個鹼基都層疊堆積在一起,這種在旋進中彼此堆積會形成一種相互吸引的力,這個力就是鹼基堆積力,有力的保證了雙螺旋結構的穩定性。

綜上,可以知道,DNA的穩定不僅是物質的穩定,而且還有結構的穩定,每一個穩定中都有重要的參與者,使得50萬億個細胞各司其職,有序地完成它們的使命。


科學船塢


基因是生物的遺傳密碼。每個人都有屬於自己的基因,並且靠基因向下一代傳遞自己的信息和資料。基因學研究發現人類體細胞基因組由23對染色體組成,其中包括22對體染色體、1條X染色體和1條Y染色體,這些染色體說起來很小,卻包含了約31.6億個DNA鹼基對,鹼基對是以氫鍵相結合的兩個含氮鹼基,因此鹼基的數量還要乘以2,約為63.2億個。如果論一下人體中基因鹼基的排列長度的話,那將是一個非常驚人的數字。



科學家們早就對人類基因組進行過分析測算,並且發現每個鹼基的長度大約有0.34納米(1納米=1米的10億分之一),如果以一個體細胞基因中鹼基的長度來計算的話,那麼將31.6億乘以0.34納米再乘以2,等於2.15米,也就是說,人的一個體細胞中的基因鹼基的長度排列起來可達2.15米。


一個成年人大概有50萬億個體細胞(卵子和精子屬於生殖細胞,也是單倍體細胞,只有屬於父方或母方的單套染色體,受精卵則是雙方染色體的結合,但是相對於體細胞來說,固定時間中的生殖細胞是較少的),以50萬億×2.15米,就可以得出人體的體細胞中基因鹼基的總長度,大約為107萬億米,合1070億公里。


這個長度可以說是一個天文數字了,畢竟我們的地球的赤道長度才不過4萬公里,這個長度可以纏繞地球赤道268萬圈,地球到月球的平均距離為38萬公里,一個來回為76萬公里,這個長度可以來回扯上14萬多次,即便是地球到太陽1.5億公里的距離,該長度也可以走上357個來回,八大行星中海王星距離太陽最遠,約45億公里,該長度也可以走上12個來回。




如果粗略的按46條染色體測算,每條染色體長度平均是5釐米左右。我們都知道細胞很小,而染色體又位於細胞的細胞核中,說起來就是小之又小了,所以可能有人不相信染色體的長度會有5釐米這麼長,實際上我們看到的每條染色體都是高度盤繞壓縮後的形狀,其基因鏈伸展開的話,每個細胞中的染色體會平均長達5釐米。


那麼以這個數字來計算,人體50萬億個細胞中染色體的長度,仍然可以用天文數字來形容,5釐米是2.15米的1/43,那麼將上面所羅列的數字,除以43就可以了,總長度約25億公里,從地球到太陽(日地距)的16倍。


科普大世界


人類DNA的構成和複製方式使得人類的DNA相當穩定,但是人體基因序列包含的鹼基數量又實在是太多了,在複製的過程中不可避免地會出錯,這就是變異的來源之一。

DNA是大分子生命物質,儘管掛了一個“大分子”的稱呼,但其實DNA雙鏈是很細的,儘管它們的長度很長,據估計人體細胞中的DNA長度若將單一細胞內的染色體拉成直線,那麼將大約有6英尺長(1英尺=30.48公分),近兩米,全身數十萬億的細胞,每個細胞46條染色體,雖然長度不一樣,但是也使DNA連在一起的長度十分驚人,甚至能到達太陽。這樣數量龐大的DNA序列,如果沒有特殊的機制保證穩定性,就會造成生物遺傳性狀等方面的極度不穩定,而現代科學可以證實的是一生物個體的的基因大範圍突變或者損傷是會直接導致死亡的,那樣的話生命就難以存在。而地球生命進化至今,當然是有一定的方式保證DNA“嚴絲合縫”,很少出錯。

人是真核細胞的生物,DNA存在於細胞核內的染色體中,染色體是蛋白質和DNA核酸雙鏈構成,染色體長短不一,但是相對於DNA它們又粗又短,DNA和蛋白質相互作用不斷地盤旋摺疊再結合其它的一些蛋白就形成了染色體,儲存在細胞核中,只有在轉錄或者翻譯、複製的過程中,染色體才會解開DNA雙鏈,這樣的特點保證了DNA的穩定,另外一個也比較重要的地方是所有雙鏈DNA生物所共有的,那就是地球生物的DNA遵循著同一套基因密碼,鹼基互補配對,A和T、G和C,複製時半保留複製,DNA解開雙聯,鹼基互補合成一條新鏈,然後一新一舊形成新的DNA,這保證了複製過程中鹼基出錯的幾率很低,加上細胞內也有一套識別機制,限制性內切酶等生命大分子可以監視DNA的突變或者損傷,將錯配的序列剪掉重新加上正確的鹼基,更加保證了DNA的穩定性。

然而這裡的出錯幾率很低指的是單一細胞的DNA,而人體細胞數量那麼多,總的來說每天甚至每分每秒都會有一些細胞的基因出錯,導致表達的物質異常,大多數會被免疫識別清楚,少數會導致疾病,癌症就是原癌基因突變等因素造成的細胞脫離人體的調控和免疫監視,可以在人體內相對無限地增殖,直到人死亡。


來看世界呀


沒聽說過人體一個細胞的DNA有那麼長,2000萬公里呢,地球到月球的距離也不過38萬公里,這是地月距離的50倍啊,人造衛星以每秒8公里的速度都要跑250萬秒,合大約一個月,自己想想靠譜不靠譜。至於連接的方式當然是依靠化學鍵連接的,多學學化學,這個高中化學就有,少看些路邊攤,多接受點正規教育,你就不會胡思亂想了。


懶羊羊243973331


DNA是什麼,短小排列的電磁波段,電磁波是什麼,是宇宙以太層面的光物,以太的光是什麼,是宇宙源頭意識投射的驅動力,DNA就是由這源頭意識驅動力所投射的個體化片段。是源頭意識充斥著的以太的光的能量構建出DNA電磁波段的排列,以及物質分子的排列。以太是正十二面體,物質的分子結構的排列即按照多面體幾何結構所排列形成,比如雪花,都是源頭意識的充斥著模板的驅動力所創造。


messenger557147727


人體內藏著一個一個高度文明……


紫翼之痕


對於這個問題怎麼回答呢?請問細胞 DNA有尺寸嗎?2000萬公里是怎麼計算出來的🙈

人體由23對染色體組成,約2.5萬個基因,含有約31.6 億的DNA鹼基對。

以上來源於網絡,網絡也只能說是“約”“大概”來表示


基因達人


本人知識淺薄,隨便說,是因為DNA分子的雙螺旋結構,是一個精密的複製模子。準確無誤地把DNA複製出來。


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