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2014-07-01基因解密應用到人造基因
535 期
Author 作者
高憲章／任職淡江大學化學系。
人類的遺傳基因碼（genetic codes）共計有30多億個，其基本成分是代表染色體內去氧核糖核酸的四個鹼基，簡稱G、C、A、T的不同排列次序。這就是大家耳熟能詳的雙螺旋狀DNA結構。人類的細胞裡約有兩萬五千個基因，每個基因都只是長長DNA的一個小段落，這些鹼基對所構成的密碼，卻是所有生物的基礎與生長演化的秘密。自1953年DNA的雙螺旋結構被解開，1986年開發出聚合酶鏈鎖反應，我們可以開始合成DNA，到2002年人類基因圖譜終完全解讀出來，此後生物科技與基因工程的發展非常快速且日新月異，近幾年來，DNA的應用也越來越變化無窮，踏入控制基因密碼的世界，甚至突破遺傳密碼的限制，創造了全新的人工基因密碼。
DNA中的鹼基
DNA是一種由核苷酸重複排列組成的長鏈聚合物，核苷酸中的醣類與磷酸藉由磷酯鍵相連，組成其長鏈骨架，每個醣類單位都與四種鹼基裡的其中一種相接。在生物體內的DNA，大多是兩條配合成對、相互纏繞成雙股雙螺旋結構的分子，成雙成對的兩條長鏈相互結合，其中的鹼基是最重要的關鍵（圖一）。
圖一：DNA的雙螺旋結構。
我們常會聽到的四個字母A、T、C、G，就是指DNA中的鹼基，其中A為腺嘌呤（Adenine）、T為胸嘧啶（Thymine）、G為鳥嘌呤（Guanine）、C為胞嘧啶（Cytosine），是四種不同的含氮鹼基，其結構均為平面（圖二），這四個鹼基中，受分子結構與形成氫鍵的控制，必需A與T配成一對，C與G配成一對（圖三），因此而編織出DNA完美的雙螺旋結構，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，就可組成遺傳密碼。
圖二：DNA 的四個鹼基:
A －腺嘌呤（Adenine）、T －胸嘧啶（Thymine）、
G －鳥嘌呤（Guanine）、C －胞嘧啶（Cytosine）。
圖三：DNA的鹼基對，A與T、G與C配對。
當DNA要進行複製時，相互纏繞的二股DNA分子鏈會分開，以其中一股DNA成為模版，去製作與它鹼基相配對的新DNA。……【更多內容請閱讀科學月刊第535期】