1953年4月25日發表在英國《自然》雜志上的一篇論文《核酸的分子結構——脫氧核糖核酸的一個結構模型》，揭開了DNA的結構之迷。沃森、克裡克和維爾金斯三人也因此共同獲得了1962年的諾貝爾生理學或醫學獎。那麼，DNA分子的結構到底是怎樣的呢？

1.基本單位

DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸。每分子脫氧核苷酸由一分子含氮堿基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖通過脫水縮合而成（右圖）。由于構成DNA的含氮堿基有四種：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），因而脫氧核苷酸也有四種，它們分别是腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶脫氧核苷酸。

2.分子結構

DNA分子的立體結構為規則的雙螺旋結構，具體為：由兩條DNA反向平行的DNA鍊盤旋成雙螺旋結構。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在内側。DNA分子兩條鍊上的堿基通過氫鍵連接成堿基對（A與T通過兩個氫鍵相連、C與G通過三個氫鍵相連），堿基配對遵循堿基互補配對原則。應注意以下幾點：

（1）DNA鍊：由一分子脫氧核苷酸的3号碳原子與另一分子脫氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基團之間通過脫水縮合形成磷酸二脂鍵，由磷酸二脂鍵将脫氧核苷酸連接成鍊。

（2）5‘端和3‘端：由于DNA鍊中的遊離磷酸基團連接在5号碳原子上，稱5‘端；另一端的的3号碳原子端稱為3‘端。

（3）反向平行：指構成DNA分子的兩條鍊中，總是一條鍊的5‘端與另一條鍊的3‘端相對，即一條鍊是3‘——5‘，另一條為5‘——3‘。

（4）堿基配對原則：兩條鍊之間的堿基配對時，A與T配對、C與G配對。雙鍊DNA分子中，A=T，C=G（指數目），A%=T%，C%=G%，可據此得出：

①A G=T C：即嘌呤堿基數與嘧啶堿基數相等；

②A C（G）=T G（C）：即任意兩不互補堿基的數目相等；

③A% C%=T% G%=A% G%=T% C%=50%：即任意兩不互補堿基含量之和相等，占堿基總數的50%;

④（A1 T1）/（C1 G1）=（A2 T2）/（C2 G2）=（A T）/（C G）=A/C=T/G：即雙鍊DNA及其任一條鍊的（A T）/（C G）為一定值；

⑤（A1 C1）/（T1 G1）=（T2 G2）/（A2 C2）=1/[（A2 C2）/（T2 G2）]：DNA分子兩條鍊中的（A C）/（T G）互為倒數；雙鍊DNA分子的（A C）/（T G）=1。

根據以上推論，結合已知條件可方便的計算DNA分子中某種堿基的數量和含量。

3.結構特點

（1）穩定性：規則的雙螺旋結構使其結構相對穩定，一般不易改變。

（2）多樣性：雖然構成DNA的堿基隻有四種，但由于構成每個DNA分子的堿基對數、堿基種類及排列順序多樣，可形成多種多樣的DNA分子。

（3）特異性：對一個具體的DNA分子而言，其堿基對特定的排列順序可使其攜帶特定的遺傳信息，決定該DNA分子的特異性。

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