dna分子是什么结构

dna分子是什么结构,第1张

01

双螺旋

DNA分子是双螺旋结构。其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸( deoxy-nucleotide),每个单核苷酸又由3种比较简单的化合物即磷酸、脱氧核糖和碱基各一分子组成。

DNA即脱氧核糖核酸(英文Deoxyribonucleic acid的缩写),是染色体主要组成成分,同时也是主要遗传物质,被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一半复制传递到子代中,从而完成性状的传播。原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色单体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应,除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA。

DNA是一种双螺旋结构的生物大分子,其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸( deoxy-nucleotide),每个单核苷酸又由3种比较简单的化合物即磷酸、脱氧核糖和碱基各一分子组成。碱基有嘌呤和嘧啶两大类,嘌呤中主要有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶中主要有胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),这些嘌呤和嘧啶均为含氮的杂环化合物,称为含氮碱基。

DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键形成的碱基对,使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外,碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力,它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。再有,双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键,可以减少双链间的静电斥力,因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。

DNA的结构目前一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段。

DNA的一级结构

是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(核苷酸),通过3',5'-磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位-脱氧核糖核苷酸的排列顺序。 每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮盐基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查哥夫(Chargaff)法则。

DNA的二级结构

是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类:一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等;另一类是左手双螺旋,如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见(如图)。也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有

的DNA为环形,有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键,G 与C之间可以形成三个氢键,使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链, 由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上,氢键使碱基对沿长 轴旋转一定角度,使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子,整个DNA分子形 成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是034nm,10个碱基对转一周,故 旋转一周(螺距)是34nm,这是β-DNA的结构,在生物体内自然生成的 DNA几乎都是以β-DNA结构存在。

DNA的三级结构

是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间

结构,也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类,并可互相转变。超螺旋式克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时,双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就是双螺旋产生张力,如果DNA分子两端是开放的,这种张力可通过链的转动而释放出来,DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的,或者是环状分子,这种张力就不能通过链的旋转释放掉,只能使DNA分子本身发生扭曲,以此抵消张力,这就形成超螺旋,是双螺旋的螺旋。

核酸以反式作用存在(如核糖体、剪接体)

这可看作是核酸的四级水平的结构。

DNA的拓扑结构

也是DNA存在的一种形式。DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构。超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,塔可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变。

DNA分子由两条平行的链组成,两条链互相绕成螺旋状,称为双螺旋。每条链都由称为脱氧核糖的糖分子与磷酸在交替连接而成。每个脱氧核糖分子又与称为核苷酸的分子相连。两条链是核苷酸基之间的化学键联结钮合的。核苷酸基共有四种:腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶。DNA分子中,核苷酸基只能以特定方式连结:腺嘌呤只与胸腺嘧啶接合,而胞嘧则只与鸟嘌呤接合。

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1dna分子的结构是双螺旋结构。

2dna分子由两条平行的链组成,两条链互相绕成螺旋状。

3每条链都由称为脱氧核糖的糖分子和磷酸在交替连接而成。

4每个脱氧核糖分子又和称为核苷酸的分子相连。

5两条链是核苷酸基之间的化学键联结钮合的。

6核苷酸基共有四种:腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶。

DNA的一级结构即是指四种核苷酸

DNA的一级结构即是指四种核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP)按照一定的排列顺序,通过磷酸二酯键连接形成的多核苷酸,由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同,故又可称为碱基顺序。

核苷酸之间的连接方式是:一个核苷酸的5′位磷酸与下一位核苷酸的3′-OH形成3′,5′磷酸二酯键,构成不分支的线性大分子,其中磷酸基和戊糖基构成DNA链的骨架,可变部分是碱基排列顺序。

核酸是有方向性的分子,即核苷酸的戊糖基的5′位不再与其它核苷酸相连的5′末端,以及核苷酸的戊糖基3′位不再连有其它核苷酸的3′末端,两个末端并不相同,生物学特性也有差异。

基因组DNA:

自然界绝大多数生物体的遗传信息贮存在DNA的核苷酸排列顺序中。DNA是巨大的生物高分子,一般将细胞内遗传信息的携带者枣染色体所包含的DNA总体称为基因组(genome)。

同一物种的基因组DNA含量总是恒定的,不同物种间基因组大小和复杂程度则差异极大,一般讲,进化程度越高的生物体其基因组构成越大、越复杂。

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