天氣網(wǎng)訊，近日，國(guó)際研究人員又有了一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)，即澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組國(guó)際研究人員在南極洲海底發(fā)現(xiàn)迄今最古老海洋DNA！據(jù)悉，這些有機(jī)物質(zhì)碎片可追溯到100萬年前，這將對(duì)研究海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化長(zhǎng)期影響有著重要的意義。
南極洲海底發(fā)現(xiàn)迄今最古老海洋DNA
南極洲海底最古老海洋DNA
由澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組國(guó)際研究人員在南極大陸北部斯科舍海的深海沉積物中發(fā)現(xiàn)了最古老的海洋DNA。這些有機(jī)物質(zhì)碎片可以追溯到100萬年前，為研究海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的長(zhǎng)期影響提供了寶貴線索。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《自然·通訊》上。
沉積古DNA（sedaDNA）分析是一項(xiàng)新技術(shù)，可幫助破譯過去哪些生物體曾生活在海洋中以及何時(shí)生活過。此次，研究團(tuán)隊(duì)使用該技術(shù)研究了過去100萬年來斯科舍海海洋生物結(jié)構(gòu)的變化。像斯科舍海這樣的地方，sedaDNA能保持完整是由于極地海洋環(huán)境相關(guān)的低溫、低氧和缺乏紫外線輻射的條件。
研究人員于2019年從海底提取了DNA，并進(jìn)行了廣泛的污染控制，以確保材料中年齡標(biāo)記的準(zhǔn)確性。他們能夠檢測(cè)到100萬年前的古代DNA，在檢測(cè)到的生物中，還有硅藻或單細(xì)胞生物，它們的DNA可以追溯到54萬年前。研究人員說，這是經(jīng)鑒定的迄今為止最古老的海洋sedaDNA。
迄今最古老海洋DNA
數(shù)據(jù)還表明，在溫暖的氣候時(shí)期，硅藻一直很豐富。在大約14500年前，斯科舍海的食物鏈一次發(fā)生了這樣的變化。研究人員說，這是一個(gè)有趣而重要的變化，與全球范圍內(nèi)海平面的迅速上升和自然變暖導(dǎo)致的南極洲冰層的大量喪失有關(guān)。氣候變暖顯然導(dǎo)致了南極洲周圍海洋生產(chǎn)力的提高。
這項(xiàng)研究表明，海洋sedaDNA分析可以擴(kuò)展到數(shù)十萬年，為研究冰期—間冰期循環(huán)中的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)海洋變化和古生產(chǎn)力階段開辟了道路。這些自然氣候變化時(shí)期還有助于人們深入了解當(dāng)前和未來人類引起的氣候變暖以及生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)。
關(guān)于DNA的組成：
DNA
DNA是由重復(fù)的核苷酸單元組成的長(zhǎng)聚合物，鏈寬2.2到2.6納米，每個(gè)核苷酸單體長(zhǎng)度為0.33納米。盡管每個(gè)單體占據(jù)相當(dāng)小的空間，但DNA聚合物的長(zhǎng)度可以非常長(zhǎng)，因?yàn)槊總€(gè)鏈可以有數(shù)百萬個(gè)核苷酸。例如，最大的人類染色體（1號(hào)染色體）含有近2.5億個(gè)堿基對(duì) 。
生物體中的DNA幾乎從不作為單鏈存在，而是作為一對(duì)彼此緊密相關(guān)的雙鏈，彼此交織在一起形成一個(gè)叫做雙螺旋的結(jié)構(gòu)。每個(gè)核苷酸由可與相鄰核苷酸共價(jià)鍵結(jié)合的側(cè)鏈骨架和含氮堿基組成，兩條鏈上的含氮堿基通過堿基互補(bǔ)以氫鍵相連。糖與含氮堿基形成核苷，核苷與一個(gè)或多個(gè)磷酸基團(tuán)結(jié)合成為核苷酸。
DNA骨架結(jié)構(gòu)是由磷酸與糖類基團(tuán)交互排列而成。組成脫氧核糖核酸的糖類分子為環(huán)狀的2-脫氧核糖，屬于五碳糖的一種。磷酸基團(tuán)上的兩個(gè)氧原子分別接在五碳糖的3號(hào)及5號(hào)碳原子上，形成磷酸雙酯鍵。這種兩側(cè)不對(duì)稱的共價(jià)鍵位置，使每一條脫氧核糖核酸長(zhǎng)鏈皆具方向性。雙螺旋中的兩股核苷酸互以相反方向排列，這種排列方式稱為反平行。脫氧核糖核酸鏈上互不對(duì)稱的兩末端一邊叫做5'端，另一邊則稱3'端。脫氧核糖核酸與RNA最主要的差異之一，在于組成糖分子的不同，DNA為2-脫氧核糖，RNA則為核糖。
DNA的雙螺旋通過在兩條鏈上存在的含氮堿基之間建立的氫鍵來穩(wěn)定。組成DNA的四種堿基是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。所有四種堿基都具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)上腺嘌呤和鳥嘌呤是嘌呤的衍生物，稱為嘌呤堿基，而胞嘧啶和胸腺嘧啶與嘧啶有關(guān)，稱為嘧啶堿基。
兩條核苷酸鏈沿著中心軸以相反方向相互纏繞在一起，很像一座螺旋形的樓梯，兩側(cè)扶手是兩條多核苷酸鏈的糖一磷基因交替結(jié)合的骨架，而踏板就是堿基。DNA雙螺旋是右旋螺旋。不同磷酸鹽基團(tuán)之間的凹槽仍然暴露在外。主溝寬2.2納米，而小溝寬1.2納米。兩個(gè)凹槽的不同寬度決定了蛋白質(zhì)對(duì)不同堿基的可接觸性，這取決于堿基是在主溝還是小溝中。與DNA的蛋白質(zhì)，如轉(zhuǎn)錄因子，通常與處在大溝中的堿基接觸。
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溫馨提示：數(shù)據(jù)來源中國(guó)氣象局，僅供參考
