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数学显示DNA是如何扭曲翻转和解压缩的

2019-03-25 09:50:01 • 来源：

如果您曾经看过DNA分子的照片，您可能会看到它的着名B形：两股以右手方式相互缠绕，形成双螺旋。但你知道DNA可以改变它的形状吗?

带有生物遗传密码的DNA分子必须紧密包装以适应细胞内部。然而，每隔几个小时，细胞就会产生忠实的基因组拷贝，为细胞分裂做准备。这种复制过程给DNA带来了巨大压力，并且可以以致命的方式改变其形状。

作为一名数学家和生物学家，我对数学如何描述DNA的多种形状以及DNA复制等细胞过程感兴趣。这些问题的答案激发了新的数学，并可能更好地理解生命分子。

DNA的形状

要了解DNA形状的数学，您需要考虑其几何形状和拓扑结构。这些是相关但截然不同的概念。

几何描述了特定时刻的物体 - 在空间中僵硬，像雕塑一样。在细胞中，DNA螺旋自身缠绕，或“超螺旋”。DNA折叠和线圈的方式编码有价值的几何信息，这些信息对控制基因的表达方式至关重要。

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