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概述
脫氧核糖核酸（英語：Deoxyribonucleic acid，縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種分子，可組成遺傳指令，以引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為“藍圖”或“食譜”。其中包含的指令，是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物，如蛋白質(zhì)與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因，其他的DNA序列，有些直接以自身構(gòu)造發(fā)揮作用，有些則參與調(diào)控遺傳訊息的表現(xiàn)。
DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種堿基里的其中一種相接，這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質(zhì)氨基酸序列合成的依據(jù)。讀取密碼的過程稱為轉(zhuǎn)錄，是根據(jù)DNA序列復(fù)制出一段稱為RNA的核酸分子。多數(shù)RNA帶有合成蛋白質(zhì)的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。
分離
胸腺核酸
1928年，弗雷德里克·格里菲斯從格里菲斯實驗中發(fā)現(xiàn)，平滑型的肺炎球菌，能轉(zhuǎn)變成為粗糙型的同種細(xì)菌，方法是將已死的平滑型與粗糙型活體混合在一起。這種現(xiàn)象稱為“轉(zhuǎn)型”。但造成此現(xiàn)象的因子，也就是DNA，是直到1943年，才由奧斯瓦爾德·埃弗里等人所辨識出來。1953年，阿弗雷德·赫希與瑪莎·蔡斯確認(rèn)了DNA的遺傳功能，他們在赫希-蔡斯實驗中發(fā)現(xiàn)，DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。
劍橋大學(xué)里一面紀(jì)念克里克與DNA結(jié)構(gòu)的彩繪窗。到了1953年，當(dāng)時在卡文迪許實驗室的詹姆斯·沃森與佛朗西斯·克里克，依據(jù)倫敦國王學(xué)院的羅莎琳·富蘭克林所拍攝的X光繞射圖及相關(guān)資料，提出了最早的DNA結(jié)構(gòu)精確模型，并發(fā)表于《自然》期刊。五篇關(guān)于此模型的實驗證據(jù)論文，也同時以同一主題發(fā)表于《自然》。其中包括富蘭克林與雷蒙·葛斯林的論文，此文所附帶的X光繞射圖，是沃森與克里克闡明DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵證據(jù)。此外莫里斯·威爾金斯團隊也是同期論文的發(fā)表者之一。富蘭克林與葛斯林隨后又提出了A型與B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之間的差異。1962年，沃森、克里克以及威爾金斯共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
克里克在1957年的一場演說中，提出了分子生物學(xué)的中心法則，預(yù)測了DNA、RNA以及蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，并闡述了“轉(zhuǎn)接子假說”（即后來的tRNA）。1958年，馬修·梅瑟生與富蘭克林·史達在梅瑟生-史達實驗中，確認(rèn)了DNA的復(fù)制機制。后來克里克團隊的研究顯示，遺傳密碼是由三個堿基以不重復(fù)的方式所組成，稱為密碼子。這些密碼子所構(gòu)成的遺傳密碼，最后是由哈爾·葛賓·科拉納、羅伯特·W·霍利以及馬歇爾·沃倫·尼倫伯格解出。為了測出所有人類的DNA序列，人類基因組計劃于1990年代展開。到了2001年，多國合作的國際團隊與私人企業(yè)塞雷拉基因組公司，分別將人類基因組序列草圖發(fā)表于《自然》與《科學(xué)》兩份期刊。
分子結(jié)構(gòu)
1. DNA的一級結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成核酸的四種基本組成單位——脫氧核糖核苷酸（核苷酸），通過3',5'－磷酸二酯鍵彼此連接起來的線形多聚體，以及起基本單位－脫氧核糖核苷酸的排列順序。
每一種脫氧核糖核苷酸由三個部分所組成：一分子含氮堿基+一分子五碳糖(脫氧核糖)+一分子磷酸根。核酸的含氮堿基又可分為四類：腺嘌呤（adenine，縮寫為A），胸腺嘧啶（thymine，縮寫為T），胞嘧啶（cytosine，縮寫為C）和鳥嘌呤（guanine，縮寫為G）。DNA的四種含氮堿基組成具有物種特異性。即四種含氮鹽基的比例在同物種不同個體間是一致的，但再不同物種間則有差異。 DNA的四種含氮堿基比例具有奇特的規(guī)律性，每一種生物體DNA中 A＝T C＝G 查哥夫（Chargaff）法則。
2. DNA的二級結(jié)構(gòu)是指兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行盤繞所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的二級結(jié)構(gòu)分為兩大類：一類是右手螺旋，如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一類是左手雙螺旋，如Z-DNA。詹姆斯·沃森與佛朗西斯·克里克所發(fā)現(xiàn)的雙螺旋，是稱為B型的水結(jié)合型DNA，在細(xì)胞中最為常見(如圖)。也有的DNA為單鏈，一般見于原核生物，如大腸桿菌噬菌體φX174、G4、M13等。有的DNA為環(huán)形，有的DNA為線形。
3. DNA的三級結(jié)構(gòu)是指DNA中單鏈與雙鏈、雙鏈之間的相互作用形成的三鏈或四鏈結(jié)構(gòu)。如H-DNA或R-環(huán)等三級結(jié)構(gòu)。
5. 此外，DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也是DNA存在的一種形式。DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指在DNA雙螺旋的基礎(chǔ)上，進一步扭曲所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。超螺旋結(jié)構(gòu)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要形式，塔可以分為正超螺旋和負(fù)超螺旋兩類，在相應(yīng)條件下，它們可以相互轉(zhuǎn)變。
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