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dna保存多久

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dna保存多久

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夏枯草

夏枯草

2022-12-18 15:52:48

时代在进步,科技在发展,从化石中提取出DNA已成为现实,科学家们甚至实现过提取出40万年前的古人类DNA碎片,不过提取化石DNA需要苛刻的条件,成功几率很低。

DNA是生物信息的载体,研究生物的演化和生理特征离不开对DNA的研究,但是生物死亡之后随着遗骸的降解,DNA就很难保存,一些说法认为遗骸中的DNA的“半衰期”是521年,数千年后残存的DNA信息就比较少了,而化石的形成需要苛刻的条件,需要被埋藏在地下数万年之久,通过复杂的理化作用,矿物质灌注骨头缝隙,最终使骨质褪去而保留石质的骨头形状,DNA几乎分解殆尽。

而且曾经化石发掘也存在缺陷,毕竟它们埋藏于地下,发掘后不自觉地会清理它们,去除周边的杂质,然而所谓的杂质中也可能保存着生物信息,即便残存很微量的DNA信息也会在冲洗的过程中损耗,且水中有微生物,又会给化石引入外来的DNA影响,导致观测的极不准确。

不过有些化石保存得比较完整,且保存的环境比较特殊,比如西伯利亚冻土地带、以植物油脂形成的动物琥珀,生物完整性保存得比较好,很好地和外界隔绝,且由于周围物质的稳定,可能会残存着一些DNA碎片,但处理这些化石的时候也需要相当的谨慎。

法国巴黎贾奎斯·莫诺研究所的Eva-Maria Geigl和她的同事们研究埋藏了3200年的生物遗骸,这些生物遗骸都来自于欧洲野牛,第一组化石出土后被送进了博物馆,当然已经清洗过了;第二批发掘出来之后就保存在-20℃的低温环境中。

结果不言而喻,第一批遗骸中几乎找不到DNA,而在第二批中则总能找到DNA。所以对于出土的化石需要谨慎地处理,防止水冲洗等方式,避免对化石的污染,他们发现化石DNA不利于存在于温暖湿润的环境中,有必要的话周围的土壤岩石也需要收集一些,人手不能直接接触,需要戴上乳胶手套,取出之后还可能需要放在低温环境中,避免残存DNA的进一步损耗。

化石DNA的提取也是找DNA碎片,然后通过PCR扩增,最后和现代生物的DNA或者蛋白质进行比对(蛋白由基因翻译而来,自然也可用于反推基因序列),1997年德国马普学会演化人类学研究所所长的斯万特·帕博率领的团队成功获取了尼安德特人的mtDNA(线粒体基因组),而尼安德特人生活于至今数万年前的欧洲大陆,这项研究也经对比发现了现代非洲之外人群体内的尼安德特人基因。

这个成功给了人们启示,于是很多的古生物DNA研究室建立了起来,利用分子生物学,科学家们绞尽脑汁地想要获取古人类以及其他古老生物的遗传信息,以了解演化的历程。

可以通过某种方式将土壤、微生物中吸附的DNA碎片富集,获得更多的DNA材料,我国古生物学家付巧妹就用这种方式获取了生活于亚洲的4万多年前的田园洞人DNA。利用这种方法科学家们也找到过10万年前古人类的DNA,并且认为超过10万年的化石中基本不可能再找到DNA。

但是在2013年前后,科学家们将这个极限又往前推进了,科学家从一根海得堡人的大腿骨里获得了最古老的人类DNA,而这个股骨的主人生活在大约40万年前,该研究发表于《自然》杂志上,证明了海德堡人和尼安德特人的基因联系,不过目前这大概是一个极限了。

化石DNA的研究催生了一门新生学科——分子人类学,是利用分子信息推测人类起源、演化历程的学科,目前世界各地有很多古生物研究实验室都在进行这方面的研究,获得的成果已经比较丰富,而这类研究最重要的就是防止发掘时的DNA丢失、避免污染和注重保存。

最新回答共有5条回答

  • 蓦山溪
    回复
    2023-01-13 22:22:03

    DNA是一种线性的聚合高分子,非常脆弱,在生物体外,其保存取决于保存条件。若保存条件不佳,DNA很容易就会断裂成片段,而甚者就会直接分解为其他物质。


    DNA的脆弱性

    DNA的构成元素为碳、氢、氧、氮四种,它们以共价键结合成双螺旋结构,然后线性延长,成为一种极细的丝状结构。在生物体内,DNA紧密地缠绕在一个个圆墩状的组蛋白表面,细胞需要的时候才解开缠绕进行转录。但是一旦细胞的生命终止,这种保护机制就会慢慢地消失,而细胞中的各种酶由于丧失了原有的生理平衡甚至可能对组蛋白以及DNA本身造成威胁。这些酶会降解保护细胞的细胞膜、细胞核膜以及组蛋白,然DNA曝露于外界环境的伤害之下。

    生命数亿年来与自然的基本抗争就是保护这串珍贵的丝状分子,确保生命必须的遗传信息不被外界环境所破坏,这种努力在活着的生命体当中无时不刻不再进行着,但是一旦脱离了生命体,DNA基本上就和自然当中的其他物质分子一样直接接收自然中熵的侵蚀。


    从一起罪案说起
    波士顿绞杀手是1960年代发生在美国波士顿斯的13命连环谋杀案的凶手的外号。调查人员利用在犯罪现场从毯子上取下的DNA,经过分析发现与嫌疑杀手阿尔伯特·德萨尔沃家族成员非常接近。此结果将德萨尔沃与犯罪现场联系起来。于是官员们已经允许挖掘1973年去世的嫌疑犯德萨尔沃遗体,以测试他体内的DNA并确认是否匹配。

    上图:疑犯阿尔伯特·德萨尔沃死于1973年。2013年法官允许开棺验取样,通过DNA鉴定,确定此人就是凶手!


    DNA会随着时间的推移而降解,它持续多长时间取决于它的保存程度。 接触热、水和阳光等因素会使DNA分子降解得更快。保存DNA的最佳方法是将

  • 空青
    回复
    2023-01-13 22:22:03

    这个问题我们必须首先掌握一个知识点,化石如何形成的。

    化石是如何形成的

    要变成化石一点都不容易。

    经过分析研究,我们发现必须具备几个条件,才能有幸成为一具化石。

    首先,这个生物得死在恰当的地方。自然界中大概只有约15%的岩石能够保存化石。死者必须埋在沉积物里,在那里留下个印子,在不接触氧气的情况下腐烂,让骨头和坚硬的部分(在极少数情况下还有较软的部分)里的分子由溶解的矿物质取而代之,按原件创造出一个石化的版本。

    其次,在化石所在的沉积物经受地球运动的随意挤压、折叠和推动的过程中,化石必须设法保持一种可以识别的形状。当然,你得祈祷不要遇到什么地震、火山喷发、小行星撞击之类的事故发生在其周边。

    最后,尤其重要的是,在藏匿几千万或几亿年以后,被一个认识化石价值的人发现,并且妥善的保存或者送到研究机构来。

    可见,从化石形成的第一步开看,生物的分子已经由溶解的矿物质取而代之了,那就是一块石头,DNA?想太多了吧。

    侏罗纪公园演的是从一块琥珀里面提取的DNA,同学们看电影不认真不行的啊。

    DNA能保存多久

    DNA是生物信息保存最久的存在了。可是在漫长的地质考古年代的角度来看的话,它仍远远不够久远。

    从生物被宣告死亡那一刻起,DNA就会随之逐渐分解。DNA的半衰期约为521年,即每过521年,DNA的就会降解一半。脱氧核糖核苷酸之间的化学键就会断裂一半。如果是警方用来追查杀人凶手,那一定是铁定完美的证据了。

    DNA想要横跨680万年,必须是在最理想的环境状态下。漫长岁月中的任何不测,都可能加速DNA的分解速度,例如不可预测的遇上高温、酸性和微生物释放的DNA酶等,都会让DNA面目全非。在西伯利亚冻原中,只死亡了几万年的猛犸完整的冰冻尸体中,我们都难以提取出完整的DNA了。<

  • 匿名用户
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    2023-01-13 22:22:03

    DNA是遗传信息的载体,现代考古学可以通过对古代人类化石中DNA的提取来研究人类的进化史。然而,科学家能够从化石中提取出DNA吗?

    生物死去并变成化石后,其中的蛋白质等有机分子就会分解,剩下的就只是矿物质。古生物学的传统理论认为,化石中有机物的保存年限不超过10万年。然而,美国科学家、古生物学家玛丽·施韦策等人,从美国洛基山博物馆保存的6800万年前的霸王龙腿骨化石中提取到了软组织。经过一系列脱矿物质处理后,剩下的软组织柔软、透明、富有弹性,在显微镜下甚至可以看到血管和细胞结构。这一发现,是对传统理论的挑战,给古生物研究带来新的悬念。这些软组织中如果确实含有一些原始的物质,就能够从中发现有关信息。

    中国科学家提出质疑:内部DNA很难测定。生物死亡之后,身体的生理机能全部停止,细胞中的酶会开始分解DNA中的核苷酸之间连接,环境中的微生物也会加快分解的速度。

    连接分解最主要的影响因素是水分。 以白垩纪晚期的恐龙化石为例,一般属于动物硬体化石,像恐龙这样如此久远的动物,它的肌肉、皮肤等只有在特定条件下(成为木乃伊)才可能保存下来。保存的结缔组织、软骨组织等在漫长的演化过程中,内部的DNA已经很难测定。生物知识告诉我们,如果有DNA被提取出来,其片断很有可能是线粒体DNA,即细胞质DNA。而细胞核中得以DNA才是生物体遗传信息的主要载体,细胞质中的DNA只能表达部分遗传信息。

    另外,DNA也有一个半衰期。哥本哈根大学的科学家通过对158块含有DNA的腿骨进行检测之后确定DNA的半衰期为521年。即是说,生物死亡521年后,骨骼中一半的核苷酸连接被破坏。以此类推算核苷酸连接全部断裂的时间。在实际环境中,温度、水分、微生物还会影响其半衰期。在经过大约150万年以后,DNA序列就很难被提取出来。即使某些片段被提取,也无参考价值。这个结论对于研究化石中的DNA也有一定的参考价值。

    关于DNA提取的方法。目前,最常用的方法是萃取法(这是提取微量物质的常用方法),基本原理是

  • 木槿
    回复
    2023-01-13 21:21:53

    DNA是生物信息的古老。但在漫长的地质考古的观点,还不够长。从生物被宣告死亡时刻DNA逐渐分解,DNA半衰期约521每521DNA降解半衰期,脱氧核糖核苷酸化学键之间将破裂半,如果我和警察微量杀手,必须铁的完美证据,DNA想跨越680万年,必须最理想的环境,在长不测可以加速DNA分解率,例如无法预测满足高温,并释放出微生物的DNA酶将DNA识别。


    在苔原西伯利亚只有死几万年的猛犸的冷冻,我们难以提取完成DNA,然而,尼安人在30,000年前就完全灭绝了,我们仍然可以通过DNA比较研究取得进展。可靠的研究表明,现代人类基因含有约3-5% 的尼安特人基因片段,人类学是一门综合性学科,挖掘石头或测试DNA几乎没有什么好处。

    像现代宅男和非洲原住民一样,他们的DNA对比几乎是一样的,北京自然博物馆古生物专家王文利告诉记者已发现晚白垩世恐龙化石一般属于动物解锁新硬件功能提高速度性能化石,而且他认为像恐龙迄今为止动物肌肉,皮肤等下特定条件木乃伊可能磁盘也不能保持,前苏联北极冻土发现猛犸象的肌肉组织。

    王文利说即使可以恐龙化石存储结缔组织,软骨组织,这些软组织也可能在长期硬化后仍然完好无损的外部形状,但内部DNA很难测量,如果人们真的要复制恐龙,首先是确保你有完整的恐龙遗传信息,这样做很难。如何保证不受外源污染一系列PCR扩增等科学手段得到许多恐龙核DNA信息,如何修复DNA信息缺失的配件。


    关于化石中的DNA怎么提期DNA自然情况下能保存多久的问题,今天就解释到这里。

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