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  • 1 # 科技領航人

    基因是一個生物學中的微觀概念,而暗物質和暗能量是宇宙學中的宏觀感念,二者不能混為一談。為了更好的瞭解基因,本回答重點介紹什麼是基因?然後再簡要地介紹什麼是暗能量和暗物質。

    基因英文單詞是"Gene",就四個字母的單詞而言,基因是無害的,但與其他四個字母的單詞不同,它在全球科學界引發了大量的困惑和爭論。自從1909年這個詞誕生以來,基因的概念一直在不斷地被重塑,並隨著每一個新的基因進步而更新。

    基因起源,遺傳單元:

    根據著名的遺傳學之父格雷戈門德爾(Gregor Mendel)的說法,基因最初是一種模糊的遺傳因素。這個神秘的因素導致了孟德爾豌豆植物的不同外觀。有一些東西從父母傳給後代。

    圖注:遺傳學之父格雷戈門德爾(Gregor Mendel)。

    1909年,孟德爾的研究結果被重新發現後,植物學家威廉約翰森(Wilhelm Johanssen)用“基因”取代了這個模糊的術語因子,他也不知道這個因子在物理上是什麼。一個基因現在意味著一個遺傳單位。一個性狀是透過基因從父母傳給後代的。很簡單!

    嗯,不完全是。隨著生命科學越來越多地向分子和原子水平發展,我們對“基因”有了更清晰的認識。在50年的時間裡,隨著生命科學的成熟,透過生物化學家和分子生物學家的工作,基因的概念被更新了好幾次。這個基因從一個模糊的遺傳單位到染色體上的一個特定點,再到一段編碼單一蛋白質的DNA。

    一個基因,一個蛋白質:

    “一個基因,一種酶”的想法後來變成了“一個基因,一種蛋白質”,看起來像是一個科學大獎。作為一個概念,它是簡單和優雅的,無論是科學家,還是老師和學生都很容易理解它。最初由英國醫學博士阿奇博爾德·加羅德爵士提出的“一個基因,一個蛋白質”假說,到了20世紀70年代,隨著克里克的“中心法則”和對基因外觀的描述而逐漸固化,該基因已經有了分子物理的定義。

    基因是編碼某種東西(蛋白質)的DNA片段。DNA,脫氧核糖核酸,是由核苷酸組成的,核苷酸是DNA的組成部分。有四個不同的核苷酸代表四個不同的字母-A代表腺苷,T代表胸腺嘧啶,C代表胞嘧啶,G代表鳥嘌呤。這四個DNA“字母”相互配對(因為DNA有兩條鏈),因此一對T和C配對G。DNA由這些字母的長序列組成,看起來像這樣:

    ATTTCCCGGCGTTTATGCTAGCCCTTTTGGA

    TAAAGGGCCGCAAATACGATCGGGAAAACCT

    基因是這些字母的長序列,兩側是某些“調控”序列。這些調控序列告訴細胞基因的起始和終止位置;本質上,它調控基因的工作方式。

    細胞透過轉錄和翻譯兩個步驟製造蛋白質。在翻譯過程中,細胞讀取基因並複製DNA的mRNA,然後這個mRNA複製進入一個叫做核糖體的機器,核糖體讀取mRNA中的指令併產生蛋白質,這是翻譯。

    分裂基因:

    弗朗西斯·克里克(Francis Crick)有句名言:“在分子水平得到證實之前,所有更高層次的方法都是可疑的。”上面的基因圖片是一個簡單的連續字母串,讀入蛋白質。這對細菌來說是正確的,但對更復雜的生命形式,如河馬、蝸牛或人類來說則不是。真核生物,即有細胞核的細胞,不只是長句子的關於如何製造蛋白質的資訊。結果發現,這中間還夾雜著很多"胡言亂語"。

    這種胡言亂語被稱為內含子,而有意義的蛋白質編碼部分的基因被稱為外顯子。真核細胞利用分子蛋白質剪子從mRNA中剪除內含子,使核糖體只讀取有用的蛋白質製造資訊。剪斷垃圾的過程叫做剪接。

    這個新的基因分子定義顯示了一個DNA序列,其兩側是調控序列,對於真核細胞來說,這些調控序列幾乎不包括實際蛋白質編碼位之間的無意義中斷。“一個基因,一個蛋白質”的概念仍然適用於這種結構。

    基因,無處不在:

    在剪接和理解分裂的基因後,分子生物學家開始梳理不同動物的基因進行研究。他們的發現要麼令人興奮(對於科學本身),要麼令人頭痛(對於遺傳學的學生)。

    結果發現,這些分裂的基因可以在不同的組合中進行剪接,從而產生許多不同的蛋白質。“正常”剪接會把所有內含子剪掉,把外顯子粘在一起,然後瞧,最後的mRNA完成了。這不是選擇性拼接的情況。剪接機器可以從一個基因中移除和重排外顯子,從而產生兩個或更多不同的蛋白質。

    一個基因有了外顯子和內含子,但它能產生許多不同的蛋白質。這是一個比人們想象中更普遍的現象。事實上,這種事經常發生。

    也有一些例子,蛋白質是由兩個不同的基因粘在一起的兩個不同的mRNA鏈製成的。這叫做反式剪接。這兩個不同的基因被它們自己的調控序列所包圍,但它們本身並不能合成完整的蛋白質。所以,有一半的基因可以製造一種或多種蛋白質。

    此外,還有基因內的基因,基因位於其他較大基因的內含子內,以及相互重疊的基因。有些基因從DNA中的一個位置跳到另一個位置(轉座子),還有一些假基因,它們曾經是基因,但現在已經沒用了。這就引出了一個問題,基因從哪裡開始,到哪裡結束?一個基因不能再被認為是“一個DNA序列,它使蛋白質的兩側有調控序列”,基因並不總是在一個地方,甚至不是一個單一的特定實體。

    即便如此,我們仍然在假設一個基因繼續產生一種蛋白質。在2005年,FANTOM聯合會發現只有1%到2%的mRNA在轉錄的63%的基因組中生成蛋白質。其中一些轉錄本編碼的RNA在細胞中發揮著獨特的作用。

    RNA是DNA的單鏈兄弟。人們普遍認為RNAs只參與制造蛋白質,但它們能控制的遠不止這些。2005年發表的一項研究表明,RNA參與了擬南芥的遺傳過程,以獲取基因組中不一定存在的資訊。這一現象在其他動物身上也有記錄,比如老鼠。因此,基因並不總是遺傳的單位。也有RNA作為酶,RNA仍然困擾著研究者。有了這些新知識,基因就可以同時編碼蛋白質和核糖核酸。

    那麼,什麼是基因?

    雨果基因命名委員會(HGNC)將基因定義為“有助於表現型/功能的DNA片段。在沒有被證實的功能的情況下,一個基因可能具有序列、轉錄或同源性的特徵”。序列本體聯盟將基因定義為“基因組序列的可定位區域,對應於與調控區、轉錄區和/或其他功能性序列區域相關聯的遺傳單元”

    “基因”誕生一百一十一年後的150年,孟德爾第一次思考遺傳的單位,我們對遺傳的概念及其可量化單位都發生了變化。在未來,如果有更多的劇變等待這個強大的四個字母的單詞,不要驚訝。

    上面重點介紹了什麼是基因,下面我們來一起看看什麼是暗物質和暗能量:

    什麼是暗物質

    暗物質是物質的一種形式,大約佔宇宙總物質的85%,約佔其總能量密度的四分之一。它的存在隱含在各種天體物理觀測中,包括不能用公認的引力理論解釋的引力效應,除非存在的物質比能看到的多。因此,大多數專家認為暗物質在宇宙中非常豐富,它對宇宙的結構和演化產生了強烈的影響。暗物質被稱為暗,因為暗物質不與可見的電磁輻射(如光)相互作用,因此它無法被現有的天文儀器所探測到。

    什麼是暗能量?

    在物理宇宙學和天文學中,暗能量是一個術語,它描述了一種在最大尺度上影響宇宙的未知能量形式。其存在的第一個觀測證據來自超新星測量,它表明宇宙並沒有以恆定的速率膨脹,而是宇宙的膨脹正在加速。理解宇宙的演化需要了解宇宙的起始條件和它的組成。在這些觀測之前,已知存在的物質能量的唯一形式是普通物質、暗物質和輻射。對宇宙微波背景的測量表明,宇宙起源於一次熱的大爆炸,廣義相對論從中解釋了宇宙的演化和隨後的大規模運動。如果不引入一種新的能量形式,就無法解釋如何測量一個加速的宇宙。自20世紀90年代以來,暗能量一直是最被接受的解釋加速擴張的前提。

    總結:

    基因屬於普通物質範疇,是一種蛋白質,是一個遺傳單元。而暗物質是宇宙學宏觀尺度的物質,它的存在有助於解釋宏觀宇宙結構和演化。暗能量是一種未知的能量形式,有助於解釋宇宙膨脹。所以,基因不是暗物質,也不會充滿暗能量。

  • 2 # 順其自然逍遙遊

    不是,基因是有形的,凡有形的都稱不上暗。

    真正的暗,在心。當然,無限的光明,也在心。看你看哪一面。而已~

  • 3 # 懷疑探索者

    基因就是一種生物的遺傳密碼,儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡等過程的全部資訊。基因和暗物質沒有什麼聯絡。

    暗物質是宇宙學中很熱門的概念,科學家計算出,暗物質才是宇宙質量的主體,但是它們不能構成天體物質。遺憾的是,我們沒有辦法找到暗物質,因為以我們目前的技術手段,它們是不可見的。對於暗物質是什麼本質,目前科學界眾說紛紜,還沒有統一的認識。

    暗物質到底是什麼,科學家給出了一些備選。比如,黑洞,黑矮星,中微子,奇異重粒子,等等。但是運算總會出現偏差,不能完美的解釋。總而言之,無論暗物質是什麼東西,都有物理意義,都是物質,而且都有萬有引力和質量,它們並不是什麼神秘主義的東西,與所謂的靈魂沒有任何聯絡。

    (泡泡內沒有任何暗物質的存在)

    關於暗物質為什麼找不到,有一種新的宇宙學模型,把宇宙看成是一個很大的氣泡,但是這個很大的氣泡之中,又有無數的小氣泡,在小氣泡與小氣泡之間,填充的就是暗物質。這些小氣泡之中,沒有任何暗物質存在。雖然對應宇宙尺度是一個小氣泡,但是真實直徑很可能達到百萬光年以上,以我們目前的能力,當然無法探測出結果。

  • 4 # O態總裁

    暗物質也有反物質,暗物質反物質就是靈魂起源,宇宙起源於靈魂,所謂靈魂就是自我意識,廣義的意識就是大家每個人意識,狹義意識就是宇宙的自我意識,基因是宇宙靈魂密碼,後面就突變成萬物的個人密碼,靈魂有不變密碼和萬物生長密碼之分,請證明一個問題,個人的靈魂起源於應來源於自我意識,身體的發育成長起源於上一代,請證明個人靈魂起源於哪裡?如果靈魂來源於別人,還有靈魂嗎,如自個沒有靈魂自個還有靈魂嗎,如果靈魂無處安放,是不是想找個地方安放在,其實靈魂如終無處安放,都有生老病死,宇宙中充滿靈魂,都在尋找安放。

  • 5 # 心繫宇宙天地寬

    基因是生物體中的化學組合;暗物質、暗能量是宇宙學中的未知領域。此兩者風馬牛不相及。

    決定生物的發展和歸宿的是環境。是生物隨基因的突變,能否適應並跟隨環境的變化而延續下去的進化。

    基因是指控制生物性狀的遺傳資訊,通常由DNA序列承載。

    基因也可視作基本遺傳單位,即一段具有功能性的DNA或RNA分子序列。

    人類弄清楚基因序列的過程叫基因測序。

    基因的結構由增強子、啟動子及蛋白編碼序列組成:即基因產物可以是蛋白質(蛋白質編碼基因)及RNA,從而控制生物個體的性狀(差異)表現。

    生物個體當中所有的基因總和叫基因組。

    在一個物種中所有等位基因的總合叫基因庫。

    在大多數真核生物中,基因分為細胞核基因及線粒體基因,綠色植物的葉綠體也含有獨立於細胞核的葉綠體基因組。

    人類約有一萬九千至兩萬兩千個基因。

    在宇宙學中,暗物質是指無法透過電磁波的觀測進行研究,也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能透過重力產生的效應得知,而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。

    暗能量則是一種充斥宇宙間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式。暗能量假說是當今對宇宙加速膨脹的觀測結果的解釋中最為流行的一種,在宇宙標準模型中,暗能量佔據宇宙大部分質能。

    所以你的想法是錯誤,它們是不同領域的概念,之間沒有任何關係。

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