DNA的分子結(jié)構(gòu)和功能
1．DNA的結(jié)構(gòu)
DNA的主干由磷酸和脫氧核糖交互組成，磷酸和糖由3’、5’一磷酸二酯鍵聯(lián)結(jié)在一起。堿基接在每一脫氧核糖的1’碳上
其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)如下：
（1）兩條DNA鏈反向平行，一條走向是5’→3’，另一條走向是3’→5’，兩條互補(bǔ)鏈相互纏繞，形成雙螺旋狀。
（2）堿基配對不是隨機(jī)的。腺嘌呤（A）通過兩個(gè)氫鍵與胸腺嘧啶（T）配對，鳥嘌呤（G）通過三個(gè)氫鍵與胞嘧啶（C）配對（見右圖）。GC對豐富的DNA比AT對豐富的DNA更為穩(wěn)定。
（3）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基順序沒有限制性，但是堿基對的順序卻為一種DNA分子提供了它性質(zhì)上的特異性。
（4）雙鏈DNA具有不同的構(gòu)型，其中3種具有生物學(xué)上重要性。
①B—DNA：右旋，正常生理狀態(tài)下的常見形式。②A－DNA：右旋，脫水狀態(tài)下的常見形式。③Z—DNA：左旋，這種結(jié)構(gòu)可能與真核生物中基因活性有關(guān)。
2．DNA的功能
（1）DNA的復(fù)制 凡有增殖能力的細(xì)胞，DNA復(fù)制是在間期細(xì)胞核的S期完成的。DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，DNA復(fù)制是從復(fù)制子起點(diǎn)開始的。DNA復(fù)制時(shí)，由于 DNA合成的方向是 5’→3’，所以一條長鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成，另一條為不連續(xù)合成，先合成岡崎片段，去引物質(zhì)再由DNA連接酶連成一條長鏈。總的來看，DNA是半不連續(xù)復(fù)制。復(fù)制從復(fù)制子起點(diǎn)開始，沿兩個(gè)方向進(jìn)行，當(dāng)兩個(gè)復(fù)制手的復(fù)制叉相接時(shí)，即相連在一起，當(dāng)許多復(fù)制子的復(fù)制又相連時(shí)，兩條新合成的鏈同各自的模板鏈相連形成兩個(gè)相同的DNA分子。
高等生物的染色體是多復(fù)制子，原核生物則是單復(fù)制子。另外，噬菌體和質(zhì)粒的環(huán)狀DNA大都是隨復(fù)制又同時(shí)向兩側(cè)移動(dòng)方式復(fù)制。
（2）基因的表達(dá) 包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，在原核生物中這兩個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行，在真核生物中是在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)進(jìn)行的。
①轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄是以DNA分子的一條鏈為模板，合成RNA的過程，合成方向也為5’→3’，轉(zhuǎn)錄不是沿DNA分子全長進(jìn)行，是以包括一個(gè)成多個(gè)基因區(qū)段為單位進(jìn)行合成。
原核細(xì)胞tRNA、mRNA、rRNA由一種RNA酶催化合成。而真核細(xì)胞具有三種聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ催化rRNA的合成，Ⅱ催化mRNA合成，Ⅲ催化tRNA的合成。
合成出的m RNA前體需經(jīng)過戴帽、加尾、甲基化和剪接等加工程序，最后才成為成熟的mRNA。
②翻譯它是以m RNA分子為模板，按5’→3’的方向在核糖體上合成蛋白質(zhì)的過程。蛋白質(zhì)合成是從N→C端。遺傳密碼在mRNA上，每三個(gè)相鄰的堿基形成一個(gè)密碼子，方向?yàn)?’→3’，四種堿基可組合形成64種密碼，其中有兩種起始密碼，三種終止密碼，密碼子的特點(diǎn)是不重疊性、無標(biāo)點(diǎn)符號、簡并性、終止密碼和起始密碼、通用性。
反密碼子是t RNA反密碼環(huán)中的三個(gè)相鄰堿基，閱讀方向?yàn)?’→5’。然而，反密碼子5’端的一個(gè)堿基并不一定與密碼于3’端的一個(gè)堿基互補(bǔ)（擺動(dòng)學(xué)說），因此，t RNA的反密碼子按一定規(guī)則與m RNA密碼子互補(bǔ)配對，從而把某密碼子轉(zhuǎn)譯為相同或不同的氨基酸。
氨基酸在酶的催化下通過酯鍵連在t RNA3’末端的CCA中的A殘基上。（其C’C’A是酶的作用加上去的）
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