DNA 全称脱氧核糖核酸,分子结构核心是反向平行的双螺旋结构,基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接形成多脱氧核苷酸长链,两条长链互相盘绕形成右手双螺旋,碱基位于螺旋内侧,依靠碱基互补配对形成氢键维持双螺旋稳定,这个结构是沃森和克里克提出,也是高中生物重点考点,理解 DNA 分子结构,要从基本单位、一级结构、二级双螺旋、稳定作用力这几个层次依次掌握,很多同学容易混淆脱氧核糖和核糖,还有碱基配对原则,这部分是考试高频易错点。
基本组成单位 脱氧核苷酸
每个脱氧核苷酸由三部分构成
1 脱氧核糖 五碳糖,2 号碳位没有羟基,这是和 RNA 核糖最关键区别
2 磷酸基团
3 含氮碱基,一共四种
腺嘌呤 A
鸟嘌呤 G
胞嘧啶 C
胸腺嘧啶 T
注意 RNA 里面是尿嘧啶 U,DNA 没有 U,特有碱基是 T
一级结构 脱氧核苷酸链
脱氧核苷酸之间,上一个核苷酸的磷酸,和下一个脱氧核糖的 3 号碳羟基形成磷酸二酯键,依次连接成长链
每条链有固定方向,一端是 5 端,带有游离磷酸基团,另一端是 3 端,带有游离羟基,也就是每条链具有方向性
二级结构 右手双螺旋核心要点
1 反向平行:两条脱氧核苷酸长链方向相反,一条是 5 到 3 方向,另一条是 3 到 5 方向
2 骨架在外:脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在双螺旋外侧,构成基本骨架
3 碱基在内侧:含氮碱基排列在螺旋内部
4 碱基互补配对原则:A 和 T 配对,之间形成 2 个氢键;G 和 C 配对,之间形成 3 个氢键
因为 G C 配对氢键数量更多,所以 G C 含量越高,DNA 分子热稳定性越强
5 螺旋参数:右手螺旋,每一圈螺旋大约包含 10 个碱基对,螺旋直径大约 2 纳米,螺距大约 3.4 纳米
维持 DNA 双螺旋稳定的作用力
氢键:碱基对之间,横向维持双链配对稳定
碱基堆积力:纵向,碱基平面相互堆叠产生的作用力,是维持双螺旋稳定最主要力量
补充:磷酸基团带负电,链之间存在静电排斥,需要阳离子中和负电荷来维持稳定
结构特点总结
多样性:碱基对排列顺序千变万化,储存大量遗传信息
特异性:特定 DNA 拥有特定碱基排列顺序,代表特定遗传信息
稳定性:双螺旋结构,骨架稳定,碱基配对固定,结构相对稳定
补充 三级结构
原核生物 DNA 一般是环状双螺旋,进一步形成超螺旋
真核生物核 DNA 是线性双螺旋,和组蛋白结合,形成染色质核小体,进一步折叠压缩成染色体
易错点对比
| 项目 | DNA | RNA |
|---|---|---|
| 五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
| 特有碱基 | 胸腺嘧啶 T | 尿嘧啶 U |
| 结构 | 一般双链双螺旋 | 一般单链 |
【常见问题】
问题 1 dna 的分子结构 基本单位是什么
回答 1 dna 的分子结构基本单位是脱氧核苷酸,由脱氧核糖磷酸和四种含氮碱基组成,dna 的分子结构里面脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成长链。
问题 2 dna 的分子结构 碱基配对规则是什么
回答 2 dna 的分子结构遵循碱基互补配对,A 配 T 形成两个氢键,G 配 C 形成三个氢键,dna 的分子结构 G C 含量越高,DNA 热稳定性越高。
问题 3 dna 的分子结构 两条链是同向还是反向
回答 3 dna 的分子结构两条链是反向平行,一条链方向 5 到 3,另一条是 3 到 5,dna 的分子结构外侧是脱氧核糖磷酸骨架,碱基在内侧。
问题 4 dna 的分子结构 维持双螺旋最主要作用力是什么
回答 4 dna 的分子结构维持稳定主要依靠碱基堆积力,横向依靠碱基之间氢键,dna 的分子结构氢键是 A T G C 配对的横向结合力。
【免责申明】
本文内容为生物学科知识点科普,适合学习备考参考,不涉及其他应用,如有更高阶分子生物学需求可查阅专业教材。


