dna分子的結(jié)構(gòu)是什么結(jié)構(gòu)（dna分子具有什么特殊結(jié)構(gòu)示意圖）
dna分子的結(jié)構(gòu)是什么結(jié)構(gòu)（dna分子具有什么特殊結(jié)構(gòu)示意圖）
1 DNA的分子大小：106-1010 ：肺魚1000億
人類30多億堿基對(duì)，約一米長。
2 DNA的堿基組成
在絕大多數(shù)天然DNA分子中，只含有A、G、C、T四種堿基 （但有個(gè)別來源的DNA含有其它稀有堿基。如大腸桿菌噬菌體含有5-羥甲基胞嘧啶代之胞嘧啶；枯草桿菌含有尿嘧啶代之胸腺嘧啶；小牛胸腺DNA含有5-甲基胞嘧啶）。
DNA的堿基組成：指A、T、G、C 這四種堿基在DNA分子中的摩爾比例。通過對(duì)多種生物DNA的堿基分析，發(fā)現(xiàn)DNA堿基組成由一定的規(guī)律性，即所謂的堿基定律。這是Chargaff在1950年總結(jié)的，也稱Chargaff堿基定律。
Chargaff堿基定律。主要內(nèi)容如下：
在所有DNA中，A=T、G=C，所以A+G=C+T，即嘌呤與嘧啶相等。
不同生物DNA 的堿基組成是不同的。生物的親緣關(guān)系越近，DNA堿基組成越相似。 所以通過測定生物DNA的序列進(jìn)行生物的分類。
DNA的堿基組成沒有組織器官的特異性。即同一生物個(gè)體的所有組織器官的DNA 堿基組成都是一樣的。
年齡、營養(yǎng)條件、環(huán)境的改變不影響DNA的堿基組成。
3 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)
脫氧多核苷酸鏈中的脫氧核苷酸排列順序叫DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)。
由于生物的遺傳信息儲(chǔ)存在DNA的脫氧核苷酸的序列之中，所以了解各種生物的DNA的脫氧核苷酸序列，即一級(jí)結(jié)構(gòu)是非常重要的。如在2003年，經(jīng)過國際間合作，科學(xué)家完成人類基因組計(jì)劃，即 30億個(gè)堿基的測序任務(wù)，我國承擔(dān)1%的任務(wù)。現(xiàn)在測序技術(shù)越來先進(jìn)，水稻的全序列也已經(jīng)完成，新的微生物出現(xiàn)后，在很短時(shí)間就可分析出全序列，如SARS 病毒的基因序列。
DNA分子主要由dAMP、dTMP、dGMP、dCMP四種脫氧核苷酸組成， 它們是通過3，5磷酸二酯鍵連接在一起的。即一個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖的3位碳原子的羥基與另一個(gè)脫氧核苷酸脫氧核糖的5位碳原子的磷酸基形成的磷酸二酯鍵。DNA 分子一級(jí)結(jié)構(gòu)就是由許多脫氧核苷酸通過3，5磷酸二酯鍵連接而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。脫氧多核苷酸鏈具有方向性，5’→3’ 或3’→5’。
4 DNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)—雙螺旋結(jié)構(gòu)
DNA分子是由兩股脫氧核苷酸鏈組成的。兩股鏈盤繞成螺旋形，這就是所謂的DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)，即雙螺旋結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)是1953年又Watson and Crick 根據(jù)前人(Rosalind Franklin and Maurice Wilkins)做的DNA晶體X-光衍射結(jié)果提出的結(jié)構(gòu)，后來被證實(shí)。
其基本內(nèi)容如下：
A. DNA是由兩條反向平行的脫氧多核苷酸鏈相互圍繞形成的右手雙螺旋；
B. 堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，堿基環(huán)與中心軸垂直，兩條鏈通過堿基之間形成的氫鍵連接在一起，形成堿基配對(duì),配對(duì)規(guī)律為：A-T， G-C。 所以知道一條鏈的堿基順序，就可知道另一條鏈的順序。A-T 為2個(gè)氫鍵；G-C 為3個(gè)氫鍵。所以GC含量高的區(qū)域DNA雙螺旋穩(wěn)定。
C. 磷酸基和脫氧核糖位于螺旋的外側(cè)，構(gòu)成雙螺旋的骨架。
D. 螺旋的直徑為2nm，螺距為3.4nm，堿基平面間的距離為0.34nm，所以一個(gè)螺距包括10個(gè)堿基對(duì)。
E. 雙螺旋形成有大溝（major groove）和小溝，（minor groove）并交替出現(xiàn)。DNA雙螺旋之間形成的溝稱為大溝，而兩條DNA鏈之間形成的溝稱為小溝。
5 DNA *****結(jié)構(gòu)：DNA的*****結(jié)構(gòu)是指DNA分子雙螺旋通過彎曲和扭轉(zhuǎn)所形成的特定構(gòu)象，其主要形式是超螺旋（Super helix或Super coiled DNA)，主要是在原核生物和病毒中發(fā)現(xiàn)的。有些病毒，如λ噬菌體的DNA分子可在線型與環(huán)形間互變，在病毒內(nèi)是線性，侵入宿主細(xì)胞后呈環(huán)形。環(huán)狀DNA是DNA鏈?zhǔn)孜蚕噙B或稱共價(jià)閉合。后來發(fā)現(xiàn)超螺旋是環(huán)狀或線狀DNA共有的特征，也是DNA*****結(jié)構(gòu)的一種普遍形式。
為了說明超螺旋的形成，我們將DNA雙螺旋中一條鏈沿右手方向纏繞另一條鏈的次數(shù)稱為連鎖數(shù)（Linking number，L），如圖 4?15A所示為一線狀DNA，連鎖數(shù)為L=25。這樣的DNA鏈連接起來形成閉合環(huán)，此環(huán)狀DNA稱為松弛型（圖 4?15B）。螺旋數(shù)（twisting number，T）是指DNA的一條鏈繞雙螺旋軸所做的完整的旋轉(zhuǎn)數(shù)。超螺旋數(shù)（writhing number，W）是指DNA的雙螺旋軸在空間的轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)。L、T、W三者之間的關(guān)系為：
L = T + W
T和W可以是小數(shù)，但L必須是整數(shù)。L值相同的DNA之間可以不經(jīng)鏈的斷裂而相互轉(zhuǎn)變。
這些僅僅因?yàn)檫B鎖數(shù)不同的分子互為拓?fù)洚悩?gòu)體（topoisomer），拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，它研究那些不因?yàn)樽冃危ㄈ缋L和彎曲）而改變的結(jié)構(gòu)特性。自然界存在的所有超螺旋DNA分子都是最初纏繞不足，而形成的負(fù)超螺旋。
DNA拓?fù)鋵W(xué)特性可用以下3個(gè)參數(shù)描述：
連環(huán)數(shù)(linking number, L): 指雙螺旋中兩條鏈相互纏繞的次數(shù)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相同而L值不同的環(huán)形DNA分子稱為拓?fù)洚悩?gòu)體。
纏繞數(shù)(twisting number, T)：指DNA分子中Watson-Crick螺旋的數(shù)目。
超螺旋數(shù)(number of turns of supercoiling)或扭曲數(shù)(writhing number, W)
三者之間的關(guān)系可表示為: L=T+W。Ｌ代表整個(gè)分子的特征，Ｔ與Ｗ可在分子的不同區(qū)域有所變化。當(dāng)Ｌ為定值時(shí)，Ｔ與Ｗ呈相反的變化關(guān)系。
真核細(xì)胞的DNA主要以染色質(zhì)的形式存在于細(xì)胞核中。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。已知染色質(zhì)的基本構(gòu)成單位為核小體，核小體的主要成分為DNA和組蛋白，它是以組蛋白為核心顆粒，而雙螺旋DNA則盤繞在此核心顆粒上形成核小體（核小體中的DNA為超螺旋）。許多核小體之間由高度折疊的DNA鏈相連在一起，構(gòu)成串珠狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)再進(jìn)一步盤繞成更復(fù)雜更高層次的結(jié)構(gòu)。
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