20世纪50年代，人类发现了DNA的结构。此后，我们开始克隆动物，并完成人类基因组的测定，这一切都在暗示着：DNA是我们理解生命的密码。DNA之于我们，似乎既熟悉又陌生。现在，让我们来理清DNA的发展史，更好地了解与掌控它们在身体里的秘密吧！
1953年2月28日中午，两个年轻的生物化学家，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克走进英国剑桥大学的老鹰酒吧，宣布他们已经发现了生命的秘密！他们并没有夸张，因为他们揭开了DNA结构的神秘面纱。
我们今天对DNA其实已经很熟悉了，生物学、医学上经常运用到。它又称为脱氧核糖核酸，是每一个活体细胞的“心脏”，承载着一个有机体建造、维护身体和功能的全部指令。通过复制和传递自身的DNA，动物、植物和微生物等才可以将自己的特征遗传给子孙后代。例如，在婴儿成长的过程中，大家都会时不时地讨论他/她长得像妈妈、还是更像爸爸，更多的情况是两者的特征被混合了，比如眼睛像妈妈，鼻子像爸爸……人类细胞中一半的DNA来自妈妈，另一半来自爸爸，这就是为什么我们通常会混合继承父母双方的特点。
DNA是一个长而复杂的代码，每个人的DNA都是独一无二的（同卵双胞胎除外）。这个遗传物质可以告诉我们很多东西，包括祖先的样貌和人体潜在的健康问题等等，它还让科学家们了解生物体之间的联系，并可证实和完善查尔斯·达尔文的生物进化论。
生命的密码在梯子上
沃森和克里克这两位科学家发现DNA分子排列成一个很长的、扭曲旋转的梯子，就是我们现在所谓的双螺旋结构。每个梯子的“横向片段”核苷酸是由一个碱基对组成。而碱基对由四种不同类型的碱基配对而成：腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶（简称为A、C、G和T）。而A和T配对，C始终链接到一个G，字母排列形成一个极长的代码。
除了同卵双胞胎外，每个人、每一生物体的这种复杂代码都是不同的，而这些代码被称为DNA序列或基因组。随着现代技术发展，我们可以提取细胞中的DNA，并破译碱基对的顺序，根据人类基因组计划的研究结果，人类的DNA共有30亿个碱基对组成的核苷酸序列。
那么，DNA作为生物体的密码，它是如何控制如人类头发、眼睛、皮肤的颜色这样的性状呢？
要了解DNA是如何运作的，我们必须先了解蛋白质。蛋白质分子在我们的细胞内是个劳心劳力的角色，负责着许多不同的任务，帮助身体创造许多复杂的结构，比如你的心脏、肺部、肌肉等等，这些都是蛋白质的功劳。
构成蛋白质的基本物质，称为氨基酸。由DNA所组成的遗传代码，就像是一种语言指令，告诉细胞如何建立它们需要的蛋白质。三个不同的字母组合，代表了不同类型的氨基酸，例如序列GCA是丙氨酸的代码，而TGT则是半胱氨酸的代码。
氨基酸的不同组合，创造了不同功能的蛋白质，从微小的化学信使如激素，到艰难形成的重要分子如头发、皮肤和肌肉。蛋白质可以作为重要化学反应的催化剂——酶，参与消化食物的胃液中的胃蛋酶、胰脏中的胰蛋白酶，或者在细胞内创建“微型机器”执行非常具体的任务，比如输送氧气的血红蛋白、输送脂肪的脂蛋白，而当你感冒后，一般会产生抗体来对抗感冒病毒，这个对人体极其重要的抗体，其实也是一种蛋白质，叫做免疫球蛋白。
人体内有成千上万种不同的蛋白质。而恰恰是DNA的差异，导致了细胞产生不同的蛋白质，进而导致生物体特征的差异。
分不清的基因与染色体
我们经常说的基因，其实只是DNA的一部分，它包含了特定功能的蛋白质的代码，通常与一个特定的功能或身体特征相关联。例如，一种被称为OCA2的基因，对人的眼睛颜色有强烈影响。在我们的基因中，这些基因的变异会导致我们在相同个体中，看到不同的特征。例如，蓝眼睛和褐色眼睛的人，拥有不同的OCA2基因。
关于基因的一个常见的误解是：我们会认为一个基因负责一个性状，但这样的情况是极为少见的。更常见的是，我们所表现出来的性状，比如眼睛、头发的特征等是由许多基因共同作用才产生的。
另一方面，在动物和植物中，每个细胞中DNA的数量是如此巨大，因此它形成了X形的结构——染色体。这样的结构在DNA中螺旋折叠，因此它们并不会占据太多空间，而且所有重要的编码都能在细胞内正常发挥作用。如果DNA不是被包裹在染色体里，科学家认为一个人类细胞的DNA可以延伸的长度超过1.5米！
我们每个人从妈妈和爸爸那里分别继承了23条染色体，所以，我们每个细胞含有46条染色体。当人们出生时，多一条或少一条染色体，都会导致身体健康问题。例如患有唐氏综合症的人，就是多出了一条21号染色体。性染色体就有点特立独行了，男性的性染色体为X和Y，而女性为两份X。
不同生物体的细胞中，有不同的基因和染色体数目。蚊子有六条染色体，而生长在美国的一种被称为“蝰蛇之舌”的蕨类植物（瓶尔小草），其染色体数目高达1260条，但是没有人知道为什么它需要这么多染色体。
早前流行的一句话是：我不是实验的小白鼠。这确实是有根源的，科学家们在DNA相关的实验研究中，经常使用的动物就是老鼠、果蝇、蠕虫等，通过删除或改变基因中的碱基对序列，看看这些“突变”的动物会发生怎么样的改变。
强悍的DNA
虽然每个人的DNA序列都是独一无二的，但人与动物之间的某些DNA序列是相同的。事实上，人类95%的基因组与黑猩猩是相同的，25%的基因组与葡萄是一样的。人与人之间的遗传变异量很小，30亿个碱基对中仅有0.1%可能会不同。然而，这微小的变化却产生了“无限的”人体性状表达。
但是基因或者说遗传因素是否决定了我们的一切？这是科学家和哲学家们争论了几个世纪的话题，关于我们究竟是自然天生的还是通过后天培养的，回答这个问题最简单的方法就是，我们是遗传基因和环境相结合的产物。研究者认为，有少数基因可能与某些性格特征相关联，如高智力、极端反社会行为。但更有可能是大量的基因共同作用，影响我们的性格和生活经历，也塑造大脑的工作方式。
可以自我复制的DNA，是地球上一切生命演化的中心。当早期生物体在复制有缺陷的DNA的过程中，新的基因编码就将会创造出新的生命，从而导致每一代的特征都略有不同。而能给生物体提供优势的特征，都更可能存活并传递下来，反之则更容易死亡或不繁殖。通过DNA世世代代地成功复制，地球上的生命变得越来越丰富。
自DNA被发现以来，研究人员已经有一系列非常有用的DNA应用程序，可以告诉我们关于人类的过去、现在，甚至未来的情况，比如人类祖先的样貌，我们当前该服用哪些药品，或者某类疾病在未来会发展成到什么程度……当然，最常用的例如解决亲子鉴定的争议或检验在犯罪现场发现的微量“嫌疑DNA”。
但这只是开始。随着DNA测序变得更加容易和便宜，曾经不可想象的事情，如今都变得有可能实现。科学家已经能够创建个性化的药物，为你的基因“量身服务”；随着人们对癌细胞基因组的深入研究，可以了解更多关于癌症的问题，为与癌症进行斗争提供基础；另外，基因治疗可以通过将新的基因插入人体基因中，来对抗遗传性疾病。
未来，生物学家也许能够创造完全的新生物体，为人类生产有用的产品。我们甚至可以编辑后代的基因组——不仅能够保证孩子们不受遗传性疾病的折磨，也能保证后代遗传了我们想要的特征。
