dna的双螺旋结构

DNA的双螺旋结构是指两条脱氧核糖核苷酸链以反向平行的方式围绕同一中心轴盘绕形成的右手螺旋构象，碱基位于螺旋内侧，通过氢键配对连接，骨架位于外侧。该模型由沃森与克里克于1953年依据富兰克林等人拍摄的X射线衍射图像提出，是分子生物学的基础理论之一。

结构的基本参数

1、链的数量与方向：DNA由两条多核苷酸链组成，两条链走向相反，一条为5′端到3′端，另一条为3′端到5′端，称为反向平行。

2、螺旋直径：双螺旋的外径约为2纳米，这一数值由X射线衍射数据推算得出。

3、每圈碱基数：沿螺旋轴每旋转一圈约包含10个碱基对，螺距约为3.4纳米。

4、碱基堆积距离：相邻碱基对之间的轴向距离约为0.34纳米。

5、碱基配对规则：腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键，这一配对方式由查加夫定律所揭示的碱基比例关系支持。

维持结构稳定的作用力

1、氢键：碱基对之间的氢键数量虽少，但数量庞大，对维持两条链的结合起关键作用。

2、碱基堆积力：相邻碱基对之间的疏水作用与范德华力，是维持双螺旋稳定的主要力量。

3、磷酸二酯键：连接同一链内相邻核苷酸的共价键，决定链的连续性。

4、离子环境：溶液中的阳离子可中和磷酸骨架的负电荷，减少链间排斥。

与遗传功能的关系

1、半保留复制：双螺旋解开后，每条链均可作为模板合成新链，子代分子含一条旧链和一条新链。梅塞尔森与斯塔尔于1958年通过同位素标记实验证实了这一机制。

2、碱基互补配对：保证遗传信息在复制过程中被准确传递，A始终对应T，G始终对应C。

3、信息储存：碱基排列顺序即遗传密码的载体，不同序列决定不同蛋白质的氨基酸组成。

4、结构变异：除右手B型DNA外，还存在A型与左手Z型等构象，其生物学意义仍在研究中。

人类基因组约含30亿个碱基对，由美国国家人类基因组研究所与美国能源部联合主导的人类基因组计划于2003年宣布完成常染色体区域的测序工作，为双螺旋结构的功能研究提供了大规模数据基础。

双螺旋模型揭示了遗传信息储存与传递的分子机制，碱基配对与反向平行是理解复制、转录及突变的核心。日常关注基因检测报告时，应以正规医疗机构出具的解读为准。

常见问题

是两条链。两条脱氧核糖核苷酸链反向平行盘绕，碱基位于内侧并通过氢键配对，骨架位于外侧。

腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。前者形成两个氢键，后者形成三个氢键，保证复制准确性。

沃森与克里克于1953年提出。该模型基于富兰克林等人的X射线衍射图像，是分子生物学的基础理论。

主要靠碱基堆积力和氢键。碱基堆积力贡献较大，氢键保证配对特异性，磷酸骨架外侧的离子环境也参与稳定。

约10个碱基对。螺距约3.4纳米，相邻碱基对轴向距离约0.34纳米，螺旋外径约2纳米。

参考资料

[1] 沃森, 克里克. 核酸的分子结构. 自然, 1953.

[2] 梅塞尔森, 斯塔尔. DNA的半保留复制. 美国国家科学院院刊, 1958.

[3] 美国国家人类基因组研究所, 美国能源部. 人类基因组计划完成公告. 2003.

[4] 查加夫. 核酸的碱基组成研究. 实验细胞研究, 1950.

[5] 王镜岩, 朱圣庚, 徐长法. 生物化学. 高等教育出版社.