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DNA结构的双螺旋结构

DNA结构的双螺旋结构

【概要描述】20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。

DNA结构的双螺旋结构

【概要描述】20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。

  • 分类:公司新闻
  • 发布时间:2023-07-19 10:54
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20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。

 

如何建构一个DNA分子模型解释这一切?

1953425日,克里克和沃森在英国杂志《自然》上公开了他们的DNA模型。经过在剑桥大学的深入学习后,两人将DNA的结构描述为双螺旋,在双螺旋的两部分之间,由四种化学物质组成的碱基对扁平环连结着。他们谦逊地暗示说,遗传物质可能就是通过它来复制的。这一设想的意味是令人震惊的:DNA恰恰就是传承生命的遗传模板。

 

DNA分子中含有脱氧核糖和磷酸基两种成分,许许多多的这两种成分通过酯键交替连接着,最后形成两条主链。它们像“麻花”一样绕着一个共同的轴心以右螺旋方式盘旋,两条链相互平行,走向相反形成双螺旋结构,主链处于螺旋的外侧,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链具有亲水性。

 

DNA分子中位于双螺旋结构内侧的是碱基,这些碱基分为ATGC四种,并且总是按照AT结合、GC结合的方式,两两配对成碱基对,它们以垂直于螺旋轴的方向通过糖苷键与主链的糖基相连,碱基对通过氢键维系着。AT之间有两个氢键,GC间有三个氢键,碱基对具有二次旋转对称性的特征。碱基旋转180°并不影响双螺旋的对称性,也就是说双螺旋结构在满足二条链碱基互补的前提下,因此DNA可以很好地完成传递生物遗传信息的功能。

 

DNA双螺旋结构中的大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽,小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相毗邻的双股之间,这是由于连接于两条主链糖基上的碱基对不是直接相对,因而主链之间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。在大沟和小沟内的碱基对中的NO原子朝向分子表面。DNA双螺旋结构参数直径为2nm;螺旋周期包含10对碱基;螺距3.4nm,相邻碱基对平面的间距0.34nm

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