DNA 简介 DNA（脱氧核糖核酸）是一种承载遗传信息的分子，它存在于所有活细胞中。人类细胞中的 DNA 包含在 23 对染色体中，其形状和功能对于维持生命至关重要。DNA 的基本结构由两个螺旋缠绕的多核苷酸链组成，称为双螺旋。 DNA 二级结构概述 DNA 二级结构是指双螺旋的形状和几何排列。它由氢键和范德华力连接的碱基对之间的相互作用决定。DNA 的二级结构主要有三种类型：A 型、B 型和 Z 型，其中 B 型是最常见的类型。 A 型 DNA A 型 DNA 是一种右旋双螺旋，其碱基对之间的距离较远，螺旋相对较宽。它通常存在于脱水的条件下或与蛋白质复合。A 型 DNA 的特点是： - 碱基对之间的距离为 0.29 纳米 - 螺旋的直径为 2.3 纳米 - 螺旋每 11 个碱基对旋转 360° B 型 DNA B 型 DNA 也是一种右旋双螺旋，但在水合条件下，碱基对之间的距离较近，螺旋更紧密。它是最常见的 DNA 二级结构类型，存在于大多数生物体的细胞中。B 型 DNA 的特点是： - 碱基对之间的距离为 0.34 纳米 - 螺旋的直径为 2.0 纳米 - 螺旋每 10 个碱基对旋转 360° Z 型 DNA Z 型 DNA 是一种左旋双螺旋，其碱基对呈锯齿形排列。它相对少见，通常存在于特定基因区域，如人类的免疫球蛋白基因。Z 型 DNA 的特点是： - 碱基对之间的距离为 0.38 纳米 - 螺旋的直径为 1.8 纳米 - 螺旋每 12 个碱基对旋转 360° DNA 二级结构的稳定性 DNA 二级结构的稳定性取决于几个因素，包括： - 碱基堆叠：相邻碱基之间平面之间的相互作用稳定了双螺旋。 - 氢键：碱基对之间形成的氢键为 DNA 提供结构完整性。 - 范德华力：碱基之间的范德华力相互作用有助于维持双螺旋的形状。 - 温度：温度升高会破坏碱基对之间的氢键，导致 DNA 双螺旋解旋。 - 离子强度：较高的离子强度会屏蔽碱基对之间的静电排斥，增强 DNA 的稳定性。 DNA 二级结构的功能 DNA 二级结构对于多种细胞过程至关重要，包括： - 遗传信息存储：DNA 双螺旋的碱基序列携带遗传信息。 - 基因表达：DNA 双螺旋解旋，使转录酶能够合成信使 RNA（mRNA），从而指导蛋白质合成。 - 染色体结构：DNA 与组蛋白结合形成染色体，确保遗传信息的正确分配。 - DNA 复制：DNA 双螺旋解旋，并作为模板合成新的 DNA 链。 - 基因调控：特定 DNA 序列的存在或缺失可以调节基因的表达。 DNA 二级结构是理解 DNA 功能和遗传信息传输的关键。A 型、B 型和 Z 型这三种主要结构类型反映了 DNA 分子的多功能性。DNA 二级结构的稳定性和变化对于细胞过程，如基因表达、染色体结构和 DNA 复制至关重要。对 DNA 二级结构的持续研究对于揭示生命的基本原理具有至关重要的意义。