DNA是由四种不同的碱基组成的。

DNA的构成

1DNA是指脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid），是存在于所有生物中的一种高分子化合物。

2它由四种碱基组成，包括腺嘌呤（Adenine）、胸腺嘧啶（Thymine）、鸟嘌呤（Guanine）和胞嘧啶（Cytosine），其化学结构相同，但它们的分子结构略有差异。

3在细胞质中形成两股螺旋状的链状分子，通过交叉配对的方式提供了机体遗传信息的存储、复制和传递。

DNA碱基的作用及类型

1DNA中的碱基具有重要的生物作用，它决定了其序列和遗传信息的编码。

2腺嘌呤和鸟嘌呤是称为嘌呤碱基的两种基，而胸腺嘧啶和胞嘧啶则是被称为嘧啶碱基的两种基。

3嘌呤和嘧啶之间的配对规则决定了DNA序列的编码规则，例如A-T和G-C之间的配对。

DNA结构和功能

1DNA具有双螺旋结构，在形成的过程中，两股链通过氢键相互配对而组成一个稳定的分子。

2除了提供遗传信息外，DNA在其他生物学过程中也起着重要作用，包括DNA的复制、转录和翻译等。

3DNA的稳定性和准确性决定了生命活动的可持续性和完整性。

DNA的研究与应用

1在生物学领域，DNA是很重要的研究对象。DNA能够为生产更好的农作物和医药品贡献出重要价值，如现代基因工程就是基于DNA序列设计新型生物工具的颠覆性技术。

2DNA的研究还包括了一项叫做DNA测序技术。这项技术被应用在对DNA序列的快速精准测定和解读上，例如广泛应用于疾病诊断、法医学、生态学研究和生物多样性保护等领域。

3同时，如今人们借助DNA识别技术还能进行谋杀案、亲属寻找和恢复有关灾难的遗骸等事情，遇到一些无法解决的问题，DNA测序技术往往可以施展绝妙功效。

在深度学习技术的帮助下，古人类学家发现了人类家谱上丢失已久的分支证据。深度学习技术能帮助古生物学家和遗传学家寻找古人类的痕迹吗？7万年前，当现代人第一次走出非洲时，至少有两个已经灭绝的相关种群在欧亚大陆等候着他们。这两个相关种群就是古代人类尼安德特人和丹尼索瓦人，而后古代人类与早期的现代人杂交，现今的非洲后裔基因组还存留着古代人类DNA片段。越来越多的迹象表明，这段 历史 远比我们了解到的精彩。一个研究小组在《自然》(Nature)上报道称：他们在西伯利亚的一个洞穴中发现了一块属于人类杂交后代的骨头碎片，这一后代的母亲是尼安德特人，父亲是丹尼索瓦人，这块骨头碎片是第一代人类杂交的第一个化石证据。

不幸的是，类似的化石十分罕见，例如对丹尼索瓦人的了解基于从一根指骨中提取的DNA。虽然那些来自早期杂交群体的结合以及其他祖先结合很容易被发现，但当涉及到物理证据时，它们可能难以求证。它们出现过的线索可能只存在于某些人的DNA中，即便如此，它们也可能比尼安德特人和丹尼索瓦人的基因更微妙。统计模型帮助科学家在没有化石数据的情况下推断出这些种群的存：例如2013的古人类和现代人基因变异模式表明，一个未知的人类种群与丹尼索瓦人(或他们的祖先)进行了杂交。但专家们认为，这些方法也不可避免地忽视了许多细节。

还有谁对现今人类的基因组做出了贡献？这些种群长什么样子？它们生活在哪里？它们与其他人类物种互动和交配的频率是多少？发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一篇论文中，研究人员展示了深度学习技术的潜力，这种技术可以帮助填补一些缺失部分，填补的部分专家甚至可能还没有意识到。他们通过深入研究，挑选出了另一个种群的存在证据：欧亚大陆上一个未知的人类祖先，它可能是尼安德特人和丹尼索瓦人的混血，也可能是丹尼索瓦人的亲戚。这项研究工作指出了人工智能在古生物学中的未来用途，它不仅能识别不可预见的痕迹，还能揭示出我们在进化过程中的缺失部分。

目前统计方法涉及同时检测4个基因组的共同特征，这是对相似性的测试，但不一定是对实际祖先的测试；因为很多不同的方法都可以解释它揭示的少量基因混合物。例如这些分析可能表明，现代欧洲人与尼安德特人的基因组有某些共同特征，但与现代非洲人不同，然而这并不意味着这些基因来自尼安德特人与欧洲祖先的杂交。后者可能与一个与尼安德特人关系密切的种群繁殖，而不是尼安德特人本身。因为缺乏物理证据来表明这些古老的假定基因变异来源于何时、何地以及如何生活的种群，所以很难说在众多的推测祖先中，明确指出是哪一个。

威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的古人类学家约翰·霍克斯(John Hawks)说：这项技术简单而强大，但在理解进化论方面还有很多问题没有解决。深度学习方法试图解释基因流动的水平，虽然基因流动水平相对于统计方法来说太小了，但它提供了更广泛、更复杂的模型来解释。通过训练，神经网络可以学习在基因组数据中根据最可能产生它们的人口 历史 对各种模式进行分类，而不需要被告知如何建立这些联系。

深度学习技术的使用可以发现研究人员没有怀疑过的古人类痕迹。首先，我们没有任何理由认为尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人是人类 历史 脉络中仅有的三个种群。根据霍克斯的说法，这样的种群可能有几十个。纽约州立大学石溪分校(Stony Brook University)人类学家贾森·刘易斯(Jason Lewis)赞同这种观点并表示：我们的想象力一直受到限制，因为我们总是在关注活着的人，或者在欧洲、非洲和西亚发现的化石。深度学习技术以一种奇怪的方式重新聚焦这些可能性，这种方法不再受我们想象力的限制。

深度学习似乎不太可能解决古生物学家的问题，因为这种方法通常需要大量的训练数据。以其最常见的图像分类器为例，当专家训练一个模型识别猫的图像时，专家有成千上万张可以训练的，并且专家本身知道它是否有效，因为他知道猫应该长什么样。由于缺乏相关的人类学和古生物学数据，想要利用深度学习技术的研究人员不得不通过创造自己的数据来让它变得更聪明。巴塞罗那国家基因组分析中心(National Center of Genomic Analysis)的研究员奥斯卡·劳(Oscar Lao)说：我们在玩肮脏的把戏，能够使用无限数量的数据来训练深度学习引擎，因为我们使用的是模拟。

研究人员根据不同的人口统计细节组合生成了成千上万的模拟进化史：祖先人口的数量，大小，当他们彼此分离时的混血率等等。从这些模拟的 历史 中，科学家们为现代人生成了大量的模拟基因组。他们对这些基因组进行了深度学习算法的训练，使其了解哪种进化模型最有可能产生给定的遗传模式。然后，研究小组将人工智能释放，以推断出最符合实际基因组数据的 历史 。最终，该系统得出结论，一个以前未被确认的人类群体也对亚洲后裔的祖先有所贡献。从所涉及的基因模式来看，这些人本身可能要么是30万年前丹尼索瓦人和尼安德特人杂交产生的一个独特种群

要么是在那之后不久从丹尼索瓦人后裔中进化而来的一个群体。这并不是深度学习第一次被这样使用，该领域的一些实验室已经在应用类似方法来解决进化研究的其他线索。俄勒冈大学(University of Oregon)的安德鲁•科恩(Andrew Kern)领导的一个研究小组，利用基于模拟的方法和机器学习技术，对包括人类在内的物种如何进化的各种模型进行了区分。发现进化所青睐的大多数适应并不依赖于种群中有益的新突变的出现，而是依赖于已经存在的遗传变异的扩展，将深度学习应用于这些新问题正产生令人兴奋的结果。

存在一些问题，首先、如果实际的人类进化史与深度学习方法训练的模拟模型不相同，那么这项技术将产生错误的结果。这是科恩和其他人一直在努力解决的问题，为了提高准确性，还有很多工作要做。普林斯顿大学(Princeton University)生态学家和进化生物学家约书亚·阿基(Joshua Akey)说：我认为人工智能在基因组学方面的应用被过度夸大了。深度学习技术是一种奇妙的新工具，但它只是一种方法，这并不能解决我们想要了解人类进化中的所有谜团和复杂性。

一些专家甚至持怀疑态度，哈佛大学(Harvard University)和皮博迪博物馆(Peabody Museum)的古生物学家戴维·皮尔比姆(David Pilbeam)在一封电子邮件中写道：我的判断是，除了经过深思熟虑的、智能的、非人工的分析之外，数据的密度和质量并不理想。然而在其他古生物学家和遗传学家看来，这是一个很好的进步，可以用来预测未来可能的化石发现和人类几千年前应该存在的遗传变异。我认为深入学习真的会促进群体遗传学，对于我们可以访问数据但不能访问生成数据过程的其他字段，情况可能也是如此。

大约在科恩和其他种群遗传学家和进化生物学家开发基于模拟的人工智能技术来解决问题的同时，物理学家也在研究如何筛选大型强子对撞机和其他粒子加速器产生的海量数据，地质研究和地震预测方法也开始受益于深度学习方法。麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所(Broad Institute of the Massachusetts Institute of Technology)的计算生物学家尼克·帕特森(Nick Patterson)说：我真的不知道会发生什么，但有新方法出现总是好的。它如果能很好地回答我们的问题，我们会尽所能发展它！

博科园-科学科普｜参考期刊文献: 《natural》,《Nature Communication》

文: Jordana Cepelewicz/Quanta magazine/Quanta Newsletter

DOI: 101038/s41586-018-0455-x

DOI: 101038/nature12886

DOI: 101038/s41467-018-08089-7

博科园-传递宇宙科学之美

我不是做这类工作的

但以我所知单靠DNA (即脱氧核糖核酸) 是无法验出种族的

因为天生像外国人的特征只是一种显性等位基因

在没有其他资料辅助下

就只能靠特征判断。但若是有其家谱

使得知那人的上一代或上几代是否曾与异族人通婚

再把天生像外国人但父母也不像的人与异族人及他的父母对比一下其基因顺序就可以知道那人是甚么种族。 父母不像外国人但子代像外国人

这可以是隔代

也可以是隔了几代的

会出现这个情况多数是父系的家族与母系的家族的上几代里的某一代都曾经各自与异族人通婚(或好几代都有)

刚好各自的异族人等位基因都是隐性而又一直被几代人携带着

在某一代两个隐性等位基因相偶

形成纯合子

异族人的特征便会呈现出来。(这当中涉及细胞减数分裂与染色单体的基因交换)

no because it is impossible

参考: me

唔可以，系人类DNA会相同，如有不同，佢一定唔系人。

cant because all people are different

参考: me

鉴定步骤

DNA亲子鉴定实验操作步骤如下：

第一步：DNA提取

把样本细胞核中所含有DNA提取出来，然后进行一定的纯化，化除样本中的杂质。

第二步：PCR扩增

PCR的中文名为聚合酶链式反应，简单的说，PCR扩增这一步就是把我们所需要的片段通过酶促反应，在PCR仪上进行大量复制，放大到通过某些专用仪器可以看到的程度。

第三步：后PCR反应

这一步主要是上ABI测序仪检测的准备阶段，将双链的DNA打开，加一些检测用的的内标，主要是用来标记检测的片段长度。

第四步：毛细管测序仪检测

由于DNA带有电荷，通过毛细管电泳的方法，不同片段DNA长度的电泳速度不同，在同样的电压，同样的电泳时间下，泳动的距离不同，这些长短不同距离可以通过前期加入的内标测量分辨出来，同时可通过一定的软件显示在电脑上，方便检测人员处理和分析数据。

第五步：分析数据，出具报告

主要是检测人员将所得结果进行分析汇总、计算，然后出鉴定结论和报告。

DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。

因为DNA的两条链是反向平行的，所以在复制叉附近解开的DNA链，一条为5’—〉3’方向，另一条为3’—〉5’方向，两个模板极性是不同。

所有已知DNA聚合酶合成方向均为5’—〉3’方向，不为3’—〉5’方向，所以无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象，日本的学者冈崎（Okazaki）等人提出了DNA的半不连续复制（semidiscontinuous replication）模型。

扩展资料：

DNA复制的特点：

1、半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M Meselson 和 F Stahl 所完成的实验所证明。

2、有一定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（复制子）。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。

3、需要引物（primer)：DNA聚合酶必须以一段具有3'端自由羟基（3'-OH）的RNA作为引物，才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。

4、双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。但在低等生物中，也可进行单向复制。

5、半不连续复制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA链，因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3'→5'方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为领头链（leading strand)。

参考资料：