DNA双螺旋结构模式要点有哪些?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 00:01:05
DNA双螺旋结构模式要点有哪些?
DNA双螺旋结构模式要点有哪些?
DNA双螺旋结构模式要点有哪些?
DNA双螺旋结构的特点
(1)主链(backbone)
由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成.主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋,相互平行而走向相反形成双螺旋构型.主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性.所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的.
(2)碱基对(base pair)
碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连.同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对.配对碱基总是A与T和G与C.碱基对以氢键维系,A与T 间形成两个氢键,G与C间形成三个氢键.DNA结构中的碱基对与Chatgaff的发现正好相符.从立体化学的角度看,只有嘌呤与嘧啶间配对才能满足螺旋对于碱基对空间的要求,而这二种碱基对的几何大小又十分相近,具备了形成氢键的适宜键长和键角条件.每对碱基处于各自自身的平面上,但螺旋周期内的各碱基对平面的取向均不同.碱基对具有二次旋转对称性的特征,即碱基旋转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,DNA的一级结构产并不受限制.这一特征能很好的阐明DNA作为遗传信息载体在生物界的普遍意义.
(3)大沟和小沟
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配对碱基并非直接相对,从而使得在主链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N 和O 原子朝向分子表面.
(4)结构参数
螺旋直径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.
(1)在DNA分子中,两股DNA链围绕一假想的共同轴心形成一右手螺旋结构,双螺旋的螺距为3.4nm,直径为2.0nm.(图15－5,A,B).
(2)链的骨架(backbone)由交替出现的、亲水的脱氧核糖基和磷酸基构成,位于双螺旋的外侧.
(3)碱基位于双螺旋的内侧,两股链中的嘌呤和嘧啶碱基以其疏水的、近于平面的环形结构彼此密切相近,平面与双螺旋的长轴相垂直.一股链中的嘌呤碱基与另一股链中位于同一平面的嘧啶碱基之间以氢链相连,称为碱基互补配对或碱基配对(base pairing),碱基对层间的距离为0.34nm.碱基互补配对总是出现于腺嘌呤与胸腺嘧啶之间(A=T),形成两个氢键；或者出现于鸟嘌呤与胞嘧啶之间(G=C),形成三个氢键.(图15－6).
(4)DNA双螺旋中的两股链走向是反平行的,一股链是5′→3′走向,另一股链是3′→5′走向.两股链之间在空间上形成一条大沟(major groove)和一条小沟(minor groove),这是蛋白质识别DNA的碱基序列,与其发生相互作用的基础.
DNA双螺旋的稳定由互补碱基对之间的氢键和碱基对层间的堆积力(base?stacking force)维系.DNA双螺旋中两股链中碱基互补的特点,逻辑地预示了DNA复制过程是先将DNA分子中的两股链分离开,然后以每一股链为模板(亲本),通过碱基互补原则合成相应的互补链(复本),形成两个完全相同的DNA分子.因为复制得到的每对链中只有一条是亲链,即保留了一半亲链,将这种复制方式称为DNA的半保留复制(semi?conservative replication).后来证明,半保留复制是生物体遗传信息传递的最基本方式.
DNA双螺旋是核酸二级结构的重要形式.双螺旋结构理论支配了近代核酸结构功能的研究和发展,是生命科学发展史上的杰出贡献.