第六章遗传的分子学基础 第一节DNA的结构与功能 DNA的结构 分子遗传学在研究表明，基因的化学本质是DNA,遗传信息贮存在DNA中，而在缺泛DNM 的病毒中，NA是遗传物质，作为遗传物质，应具备以下几个条件：连续性（复制并准确传 递)；②稳定性（不易受影响）：③多样性（结构、功能多样），具有强大的贮存信息能 力；④可变性：⑤自主调控的修复能力。DNA的结构能否满足上述条件？ 1DNA的一级结构 DNA主要集中在细胞核内，同时线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA,真核细胞内的DNA 主要存在于细胞染色体上，每条染色体包含一个DNA分子，即一个DNA分子从染色体的一端走 向另一端。DNA的基本结构单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸可以进一步分解成脱氧核苷和磷 酸，而脱氧核苷是由碱基(Bse)和脱氧核糖组成的，碱基有四个，分别是：腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)。四个碱基在DNA链中总是A和T,C和G 配对，因此形成了所谓的互补链。此外有的DNA分子中还存在有少量稀有碱基。DNA分子在一 级结构上有数量极其庞大的四种脱氧核苷酸(NTP)即：腺嘌吟脱氧核苷酸(A)、鸟嘌呤 脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸，其通过3’，5’-磷酸二酯键连接 起来，呈直线形或环形多聚体。DNA一级结构的重要意义不仅在于它蕴藏了遗传信息（以密 码子的方式)，而且还决定了DNA的二级结构和空间结构。 2.DNA的二级结构 DNA的二级结构即Watson和Crick在1953年4月由X射线衍射结构分析提出的DNA右手双螺 旋结构。他们指出，组成DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行并围绕同一中心轴形成右手螺旋 结构：嘌呤和嘧呤在双螺旋的内侧，磷酸与核糖在外侧，彼此通过3’，5’-磷酸二酯键相 连接，形成DNA分子的骨架，碱基环平面与中心轴垂直，脱氧核糖环的平面与中心轴平行： 两条核苷酸链依靠碱基之间形成的氢键相互结合在一起，碱基之间的匹配遵循碱基互补原 则，即一条链上的嘌呤碱必须与另一条链上的嘧啶碱相匹配，而且是A配T,G配C。我们可以 形象地把右手双螺旋模型理解为一架被扭曲的梯子，把由磷酸与核糖通过3'，5’-磷酸二 酯键连接而成的DNA分子的骨架看作梯子的两边，而把由双链间匹配而形成的碱基对看作是 梯子的台阶。碱基互补原则具有极其重要的生物学意义，它是DNA复制、转录、反转录等遗 传过程的分子基础。由于双链一互补的，因此，一旦知道双链中的一条链的碱基组成，就可 推知另一条链的碱基组成。 3.DNA超螺旋结构（略） 二、DNA的生物学功能 1.DNA是遗传信息的携带者 除了少数的RNA病毒之外，DNA几乎是所有生物遗传信息的携带者。DNA分子携带着两类 不同的遗传信息，一类是负责蛋白质氨基酸组成的信息，这类遗传信息是以三联体密码子的 方式进行编码的。DA所携带的另一类遗传信息是关于基因选择性表达的信息。这种选择性 表达体现在：在细胞周期的不同时相中、个体发育的不同阶段中、不同器官和组织中、在不 同的外界环境下，各种基因是关闭还是表达，表达量是多少，都是各不相同的，在哺乳动物 中，基因组中大部分DNA序列是用来编码这一类遗传信息的。 2.DNA的自我复制功能 DA通过自我复制能将其储存的遗传信息稳定地、忠实地从亲代细胞遗传至子代细胞， 这是DNA的第二个功能。其中DNA的双螺旋结构和碱基互补原则是DNA复制、遗传信息从亲代