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什么是三螺旋理论,生物密码——DNA,DNA双螺旋结构及其特征

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一、什么是三螺旋理论

美国遗传学家里查德·列万廷最先使用三螺旋来模式化基因、组织和环境之间的关系,在《三螺旋:基因、生物体和环境》中,总结了他的生物哲学思想。他指出,并不存在一个既定的“生态空间”等待生物体去适应。环境离开了生物体是不存在的,生物体不仅适应环境,而且选择、创造和改变它们的生存环境,这种能力写入了基因。因此,基因、生物体和环境的关系,是一种“辨证的关系”,这三者就像三条螺旋缠绕在一起,都同时是因和果。基因和环境都是生物体的因,而生物体又是环境的因,因此基因以生物体为中介,又成了环境的因(方卫华,2003)。

通过引入生物学中的三螺旋概念,亨瑞·埃茨科瓦茨(HenryEtzkowitz)(1995)首次提出使用三螺旋模型来分析政府、产业和大学之间关系的动力学,并用以解释政府、企业和大学三者间在知识经济时代的新关系。自此,三螺旋理论被认为是一种创新结构理论。勒特·雷德斯道夫(LoetLeydesdorff)(1995)对此概念进行了发展,并提出了该模型的理论系统,如下图所示。三螺旋模型由三个部门组成:大学和其他一些知识生产机构;产业部门包括高科技创业公司、大型企业集团和跨国公司;政府部门包括地方性的、区域性的、国家层面的以及跨国层面等不同层次。这三个部门在履行传统的知识创造、财富生产和政策协调职能外,各部门之间的互动还衍生出一系列新的职能,最终孕育了以知识为基础的创新型社会。三螺旋模型理论认为,政府、企业和大学的“交迭”才是创新系统的核心单元,其三方联系是推动知识生产和传播的重要因素。在将知识转化为生产力的过程中,各参与者互相作用,从而推动创新螺旋上升。三螺旋模型理论还认为,在创新系统中,知识流动主要在三大范畴内流动:第一种是参与者各自的内部交流和变化。第二种是一方对其他某方施加的影响,即两两产生的互动。第三种是三方的功能重叠形成的混合型组织,以满足技术创新和知识传输的要求(吴敏,2006)。

三螺旋模型最发达模式是重叠模式,见上图,即通常所指的三螺旋创新模型理论。其具体结构是政府、大学、产业等三机构在保持各自独立身份的同时,又都表现出另外两个机构的一些能力,也就是说政府、大学和产业三机构除了完成他们的传统功能外,还表现出另外两机构的作用。该理论着重探讨了以大学为代表的学术界、产业部门、政府等创新主体,是如何借助市场需求这个纽带,围绕知识生产与转化,相互联接在一起,形成三种力量相互影响、抱成一团又螺旋上升的三重螺旋关系的。由于三重螺旋模型超越了以往的大学—产业、大学—政府、产业—政府的双螺旋关系模式,克服了以往的产学/产学研合作模式忽略国家层面考虑的不足,自提出以来一直为学界所热衷。

三螺旋理论的影响

大学-产业-政府关系的三螺旋理论提供了一个方法论意义上的研究工具。其核心价值就在于将具有不同价值体系的政府、企业和高校在促进区域经济社会发展统一起来,形成知识领域、行政领域和生产领域的三力合一,进而为经济与社会发展提供坚实的基础。创造这种合力的基石在于打破传统的边界,包括学科边界、行业边界、地域边界、观念边界等并在边界切面上建立起新的管理、教育和社会运作机制。

三螺旋理论的核心观点

三螺旋理论认为,在知识经济背景下,“高校-产业界-政府”三方应当相互协调,以推动知识的生产、转化、应用、产业化以及升级,促进系统在三者相互作用的动态过程中不断提升。它强调产业、学术界和政府的合作关系,强调这些群体的共同利益是给他们所处在其中的社会创造价值。其中关键是,在公共与私立、科学和技术、大学和产业之间的边界是流动的。

大学和公司正承担以前是由其他部门领衔的任务,对政府来说,在不同层次的科学和技术政策中,去塑造这些相互关系成为工作主线。总之,大学-产业-政府关系可以认为是以沟通为核心的进化网络的三个螺旋。显然,与“双螺旋”中的直接地相互作用相比,三螺旋结构要更复杂得多,也更可能贴近现实状况。

参考文献

边伟军,罗公利.基于三螺旋模型的官产学合作创新机制与模式.科技管理研究,2009,29(2):4-6,3.

二、T-DNA的介绍

T-DNA(TransferDNA)即转移DNA,又名三螺旋DNA,是一种由三股ssDNA旋转螺旋行成的一种特殊脱氧核糖核苷酸结构。T-DNA是Ti质粒上的一个片断。利用农杆菌等微生物可将人工合成的目的基因片段通过T-DNA载体转移到受体植物的基因组中,是基因工程的重要技术手段。T-DNA上有三套基因,其中两套基因分别控制合成植物生长素与分裂素,促使植物创伤组织无限制地生长与分裂,形成冠瘿瘤。第三套基因合成冠瘿碱。T-DNA技术是构建突变体库,反向遗传学的突破性技术之一。

生物密码——DNA,DNA双螺旋结构及其特征

原创2022-03-02 18:52·第一缕光00双螺旋结构定义双螺旋这个术语描述了我们遗传分子DNA的形状。DNA是由两条相互缠绕的链组成,它们通过氢键连接在一起。核苷酸是DNA的单体单位,也是遗传密码的语言。

DNA的双螺旋结构最早是由詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在20世纪50年代描述的。这项研究被认为是生物学上最重要的发现之一。

然而,对于DNA发现的故事也有一些争议,比如科学家们不承认其他人的贡献,即罗莎琳德·富兰克林。

DNA双螺旋结构概述核苷酸是通过重复单位形成DNA的单体单位,因此它也被称为多核苷酸。它有三个主要组成部分:

一种含氮碱基五碳糖一个磷酸基磷酸二酯键是由脱氧核糖的第4个碳和氮基的磷酸基形成的。它形成了DNA链的糖-磷酸盐骨干。

DNA由四个含氮碱基组成:鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。根据其结构,含氮碱基分为两个主要基团,包括嘌呤(有两个碳氮环)和嘧啶(有一个碳氮环)。

腺嘌呤和鸟嘌呤是嘌呤,而胸腺嘧啶和胞嘧啶是嘧啶。遗传密码是这四个碱基的组合,包含所有的遗传信息和指令,以构建和运行一个完整的有机体。

含氮碱基总是与其互补链成对。这些线相互缠绕,形成DNA的双螺旋结构。

DNA双螺旋结构的发现在生物学领域,DNA结构的发现是最重要的事件之一。生物学家詹姆斯·沃森和物理学家弗朗西斯·克里克在20世纪50年代首次发现了它。这两位科学家和莫里斯·威尔金斯都因他们的研究获得了诺贝尔奖。

威尔金斯在这一研究中也扮演着重要的角色,因此他的传记也被命名为《双螺旋中的第三个人》。在DNA双螺旋结构发表之前,科学家们已经对DNA的组成进行了大量的研究。

例如,Chargaff关于嘌呤和嘧啶比例的规则已经被发现。沃森和克里克利用所有的证据以及罗莎琳德·富兰克林收集的x射线晶体学数据来推导他们的模型。他们小心翼翼地建造了一系列纸板模型,最终形成了一个有意义的结构。因此,他们提出了一个几十年来被认为是准确的模型。

在完成研究后,克里克在剑桥当地的酒吧宣布,他和沃森发现了“生命的秘密”。为了纪念这一时刻,一家名为“鹰”的酒吧竖起了一块牌匾,该牌匾曾被一名公众修改过。他把罗莎琳德·富兰克林的名字加到牌匾上,承认他在这一发现中的重要作用。

DNA双螺旋结构的特征DNA双螺旋的Watson/Crick模型具有以下重要特征:

螺旋方向性:DNA分子由两条链组成,它们相互缠绕形成螺旋。螺旋每10个核苷酸旋转一次。螺旋几乎总是向右旋转。DNA链位于螺旋的外侧,含氮碱基位于螺旋的核心。

互补碱基配对:核苷酸之间的氢键总是以特定的方式发生。例如,腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对。鸟嘌呤和胞嘧啶与三个氢键相连,而腺嘌呤和胸腺嘧啶则有两个氢键。因此,这些链被称为相互补充。

遗传密码:所有的生物都有不同的核苷酸序列。因此,这些核苷酸携带的遗传信息在每个有机体中也是独一无二的。生物体在世代之间传播DNA序列,因此,为了生命的延续,DNA序列是必不可少的。

反平行方向:两条DNA链都是反平行的,这意味着一条链的末端是一个特定分子末端的磷酸基。另一条链的末端是一个羟基。磷酸基连着第5个碳,所以叫5'而羟基连着第3个碳,叫3'。

大沟和小沟:DNA的双螺旋结构包含两条链的主干,在螺旋的一边比另一边靠得更近。当它们相距较近时,就会形成大凹槽,而当它们相距较远时,就会形成小凹槽。这些方面有重要的作用。某些需要与核苷酸相互作用的蛋白质,如转录因子或DNA复制酶,更喜欢与DNA的主要沟槽结合。然而,其他蛋白质与小沟相互作用,不需要序列特异性。

解开酶:DNA被细胞复制或复制,传递给下一代。复制需要解开或解开双螺旋结构,以便核苷酸序列可以被复制。一种酶,解旋酶是用来解拉链的。解旋酶打破了成对核苷酸之间的氢键,重塑了DNA的结构。该酶在DNA损伤修复和转录过程中起着重要作用。

可选择的DNA结构:B-DNA,或沃森-克里克模型是DNA中最常见的结构。然而,另外两种更为罕见的DNA确认也存在于自然界中。a-dna的结构更类似于B-DNA,而Z-DNA呈左旋螺旋结构,主、次沟槽之间也没有太大差异。

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有没有三螺旋基因生物
发布人:15312429570 发布时间:2025-03-29