DNA双螺旋结构是生物学中最重要的分子结构之一,其特点可归纳为以下几个方面:
一、基本结构特征
反向平行双链 DNA由两条单链组成,这两条链以反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构,遵循“5'到3'”方向。
骨架与碱基排列
- 脱氧核糖和磷酸交替连接构成亲水骨架,位于螺旋外侧。
- 碱基(腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T)排列在内侧,通过氢键形成碱基对(A-T配对,G-C配对)。
空间结构
- 双螺旋呈右手螺旋状,每旋转一周包含10个碱基对,螺距约为3.4nm,相邻碱基平面间隔约109°。
- 表面存在大沟(major groove)和小沟(minor groove),为蛋白质识别提供位点。
二、稳定性机制
氢键与疏水作用
- A-T碱基对通过2个氢键稳定,G-C碱基对通过3个氢键稳定。
- 脱氧核糖环的疏水性质通过碱基堆积力维持螺旋结构。
几何参数
- 螺距3.4nm和相邻碱基平面间隔109°的精确几何关系,确保结构的稳定性。
三、生物学功能基础
遗传信息存储
- 碱基序列的特异性排列编码遗传信息,实现遗传特征的传递。
复制与转录基础
- 双螺旋结构为DNA复制和转录提供了精确的模板系统。
四、相关特性
半保留复制: DNA复制时每条子链以母链为模板合成,保留一个原始链。 变构作用
以上特点共同维持了DNA结构的稳定性和功能多样性,是生命活动的基础。