dna结构

生物学

2022

我们解释了 DNA 的结构是什么、存在哪些类型以及它是如何被发现的。还有,RNA的结构。

真核生物中DNA的分子结构是双螺旋结构。

DNA的结构是什么样的?

的分子结构 脱氧核糖核酸 (或简称 DNA 的结构)是它在生化上的组成方式,也就是说,它是组织的特定形式 蛋白质生物分子 构成DNA分子。

首先,让我们记住 DNA 是 DeoxyriboNucleic Acid 的首字母缩写词。 DNA是一种核苷酸生物聚合物,即由片段(核苷酸)组成的长分子结构,片段(核苷酸)依次由糖(核糖)和氮碱基组成。

DNA 的含氮碱基可以有四种类型:腺嘌呤 (A)、胞嘧啶 (C)、胸腺嘧啶 (T) 或鸟嘌呤 (G),以及一个磷酸基团。在这个化合物的序列中,一个基因的所有遗传信息 活人, 对蛋白质合成和生殖遗传必不可少,也就是说,没有 DNA 就没有性状的传递 遗传的.

在生物中 原核生物,DNA通常是线性和环状的。但在 真核生物,DNA的结构是双螺旋形式。在这两种情况下,它都是双链生物分子,即由两条以反平行方式(指向相反方向)排列的长链组成:它们的含氮碱基彼此相对。

在这两条链之间有氢键将它们连接在一起并以双螺旋的形式存在。传统上,这种结构分为三个层次:

  • 主要结构。它由链状核苷酸序列组成,其特定且准时的序列编码 遗传信息 每个存在的个体。
  • 二级结构。上述互补链的双螺旋,其中含氮碱基按照严格的顺序连接:腺嘌呤与胸腺嘧啶,胞嘧啶与鸟嘌呤。这种结构因 DNA 的类型而异。
  • 三级结构。它指的是 DNA 存储在称为 染色体, 在 - 的里面 细胞.这些分子必须折叠并排列在有限的空间中,因此在原核生物的情况下,它们通常以超螺旋的形式这样做,而在真核生物的情况下,鉴于更大的尺寸,进行了更复杂的压缩DNA,这需要其他蛋白质的干预。
  • 四级结构。它是指存在于真核细胞细胞核中的染色质,在细胞分裂过程中染色体是从那里形成的。

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DNA结构的发现

詹姆斯·沃森(左)和弗朗西斯·克里克(右)

DNA 的特定分子形状是在 1950 年发现的,尽管这种生物化合物的存在早在 1869 年就已为人所知。它的发现主要归功于来自美国的科学家 James Watson 和来自美国的 Francis Crick英国人提出了DNA结构的双螺旋模型。

然而,他们并不是唯一研究这个话题的人。事实上,他的工作是基于英国人罗莎琳德富兰克林先前获得的信息,他是 X 射线晶体学专家,用于确定晶体的结构。 分子.

感谢富兰克林使用此获得的特别清晰的图像 技术 (著名的“照片 51”),沃森和克里克能够推导出和制定 DNA 的三维模型。

DNA类型

通过研究其结构,即其特定的三维构象,可以识别出在生物中观察到的三种类型的 DNA,它们是:

  • DNA-B。这是最丰富的 DNA 类型 生物 并且是唯一一个遵循 Watson 和 Crick 提出的双螺旋模型的模型。它的结构是规则的,因为每对碱基具有相同的大小,尽管留下的凹槽(逐渐变大和变小)相对于前一个碱基变化 35°,以允许从外部接触含氮碱基。
  • DNA-A。这种类型的 DNA 出现在稀缺的条件下 湿度 和更少 温度,就像许多实验室中的那些一样。它与 B 一样,虽然比例不同(小沟更宽更浅),但呈现出重复的凹槽,此外还有更开放的结构,含氮碱基离双螺旋轴更远,相对于水平方向更倾斜并且在中心更对称。
  • Z-DNA。它与之前的不同之处在于它是在锯齿形骨架中左转(左旋)的双螺旋,并且在DNA序列中常见嘌呤和嘧啶交替(GCGCGC),因此需要一定浓度的阳离子大于 B-DNA。它是比以前的双螺旋更窄更长的双螺旋。

RNA结构

RNA具有单链核苷酸。

与 DNA 不同,RNA(核糖核酸)通常不会以双螺旋形式出现。相反,RNA 的结构是单个单链核苷酸序列。除了胸腺嘧啶 (T) 在 RNA 中被尿嘧啶 (U) 取代外,其含氮碱基与 DNA 的碱基相同。

这些核苷酸通过以下方式连接在一起 链接 磷酸二酯。有时它们在相互吸引时会在 RNA 链中产生折叠,从而在较短的区域内形成某些类型的环、螺旋或发夹。

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