dna双螺旋结构模型有哪些基本特点,这些结构解释生命现象
答案要点:a.两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成,螺旋表面有一条大沟和一条小沟.b.磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,作为可变成分的碱基位于内侧,链间碱基按A-T配对,之间形成2个氢键,G-C配对,之间形成3个氢键(碱基配对原则,Chargaff定律).c.螺旋直径2nm,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对重复一次,间隔为3.4nm.该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征,最有价值的是确认了碱基配对原则,这DNA复制、转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表达的分子基础.该模型的提出是本世纪生命科学的重大突破之一,它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石.
DNA双螺旋模型特点?
①两条DNA互补链反向平行。②由脱氧核糖和磷酸间隔相连而成的亲水骨架在螺旋分子的外侧,而疏水的碱基对则在螺旋分子内部,碱基平面与螺旋轴垂直,螺旋旋转一周正好为10个碱基对,螺距为3.4nm,这样相邻碱基平面间隔为0.34nm并有一个36◦的夹角。③DNA双螺旋的表面存在一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove),蛋白质分子通过这两个沟与碱基相识别。④两条DNA链依靠彼此碱基之间形成的氢键而结合在一起。根据碱基结构特征,只能形成嘌呤与嘧啶配对,即A与T相配对,形成2个氢键;G与C相配对,形成3个氢键。因此G与C之间的连接较为稳定。⑤DNA双螺旋结构比较稳定。维持这种稳定性主要靠碱基对之间的氢键以及碱基的堆集力。
DNA双螺旋结构模型的主要内容是什么? 生物体内遗传信息的传递主要是通过什么方式实现的?
1、DNA双螺旋结构包括三点(1)由两条反向平行的长链构成(2)磷酸和脱氧核糖构成骨架,排列在外侧,碱基排列在内侧。(3)两条链的碱基间能过氢键形成碱基对,碱基对之间遵循碱基互补配对规律(A和T;G和C)2、生物体内遗传信息的传递通过DNA复制实现。遗传信息就是DNA分子中碱基的排列顺序,通过DNA复制(有丝分裂间期),将遗传信息从一个细胞传到另一个细胞,实现体内遗传信息的传递。如果从一个个体传递到子代,则是通过DNA复制(减数第一次分裂间期)
DNA的二级结构模型是双螺旋结构?
DNA双螺旋结构模型(DNA double helix)是James Watson 和Francis Crick 于1953年提出的描述DNA二级结构的模型,也称为Watson –Crick 结构模型。模型要点是:(1)两条多核苷酸链以相反的平行缠结,依赖成对的碱基上的氢键结合形成双螺旋状,亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧,而碱基位于内侧,两条链的碱基之间以氢键相结合,一条链的走向是5"到3",另一条链的走向是3"到5";(2)碱基平面向内延伸,与双螺旋链成垂直状;(3)向右旋,顺长轴方向每隔0.34nm有一个核苷酸,每隔3.4nm重复出现同一结构;(4)A与T配对,其间距离1.11nm;G与C配对,其间距离为1.08nm,两者距离几乎相等,以便保持链间距离相等;(5)在结构上有深沟和浅沟;(6)DNA双螺旋结构稳定的维系 横向稳定靠两条链间互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性递积力维持。希望我的回答可以帮助到您,望采纳。。。谢谢
DNA双螺旋结构模型有哪些基本要点
我来说说吧,不知阁下是高中生还是大学生,如果是高中生的话,看生物必修2就解决了,课本上说的很清楚,如果是大学生的话,就可以进一步了解:1.DNA双螺旋结构特征(1)主链(backbone):由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似"麻花状绕一共同轴心以右手方向盘旋,相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。(2)碱基对(basepair):碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。配对碱基总是A与T和G与C。碱基对以氢键维系,A与T间形成两个氢键。DNA结构中的碱基对与Chatgaff的发现正好相符。从立体化学的角度看,只有嘌呤与嘧啶间配对才能满足螺旋对于碱基对空间的要求,而这二种碱基对的几何大小又十分相近,具备了形成氢键的适宜键长和键角条件。每对碱基处于各自自身的平面上,但螺旋周期内的各碱基对平面的取向均不同。碱基对具有二次旋转对称性的特征,即碱基旋转180°并不影响双螺旋的对称性。也就是说双螺旋结构在满足二条链碱基互补的前提下,DNA的一级结构产并不受限制。这一特征能很好的阐明DNA作为遗传信息载体在生物界的普遍意义。(3)大沟和小沟:大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相毗邻的双股之间。这是由于连接于两条主链糖基上的配对碱基并非直接相对,从而使得在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。在大沟和小沟内的碱基对中的N和O原子朝向分子表面。(4)结构参数:螺旋直径2nm;螺旋周期包含10对碱基;螺距3.4nm;相邻碱基对平面的间距0.34nm。
DNA双螺旋结构模型要点及其与DNA生物学功能的关系
(1)在DNA分子中,两股DNA链围绕一假想的共同轴心形成一右手螺旋结构,双螺旋的螺距为3.4nm,直径为2.0nm (2)链的骨架(backbone)由交替出现的、亲水的脱氧核糖基和磷酸基构成,位于双螺旋的外侧。 (3)碱基位于双螺旋的内侧,两股链中的嘌呤和嘧啶碱基以其疏水的、近于平面的环形结构彼此密切相近,平面与双螺旋的长轴相垂直。一股链中的嘌呤碱基与另一股链中位于同一平面的嘧啶碱基之间以氢链相连,称为碱基互补配对或碱基配对(base pairing),碱基对层间的距离为0.34nm。碱基互补配对总是出现于腺嘌呤与胸腺嘧啶之间(A=T),形成两个氢键;或者出现于鸟嘌呤与胞嘧啶之间(G=C),形成三个氢键。 (4)DNA双螺旋中的两股链走向是反平行的,一股链是5′→3′走向,另一股链是3′→5′走向。两股链之间在空间上形成一条大沟(major groove)和一条小沟(minor groove),这是蛋白质识别DNA的碱基序列,与其发生相互作用的基础。 DNA双螺旋的稳定由互补碱基对之间的氢键和碱基对层间的堆积力(base?stacking force)维系。DNA双螺旋中两股链中碱基互补的特点,逻辑地预示了DNA复制过程是先将DNA分子中的两股链分离开,然后以每一股链为模板(亲本),通过碱基互补原则合成相应的互补链(复本),形成两个完全相同的DNA分子。因为复制得到的每对链中只有一条是亲链,即保留了一半亲链,将这种复制方式称为DNA的半保留复制(semi?conservative replication)。后来证明,半保留复制是生物体遗传信息传递的最基本方式。 DNA双螺旋是核酸二级结构的重要形式。双螺旋结构理论支配了近代核酸结构功能的研究和发展,是生命科学发展史上的杰出贡献。本文来自: 医学生网(www.yixuesheng.com) 详细出处参考:http://www.yixuesheng.com/jichu/swhxfz/201001/25974.html维持DNA双螺旋结构稳定性的因素主要是上下层碱基对之间堆砌力和链间互补碱基之间的氢键。在双螺旋结构中碱基堆砌构成疏水性核心,而亲水性带负电荷的糖-磷酸基团处于外部,使双螺旋更加稳固;而氢键不仅是一种稳定双螺旋的力量,同时也为选择正确碱基配对提供了分辨能力
哪些实验证明DNA是双螺旋结构
哪些实验证明DNA是双螺旋结构 在上世纪中叶(1950s)James Watson 和 Francis Crick提出了著名的DNA双螺旋以及双链间碱基配对的模型,根据这个模型,他们进一步提出了DNA复制的半保留模型(semiconservative model),虽然这个模型比当时并存的全保留模型(conservative 模型)看起来简单易行的多,但始终缺乏有说服力的数据。 最后在1957年,当时在Caltech作研究生的Matthew Meselson和作博士后的Franklin Stahl设计并实现了这组著名的,证明了DNA复制半保留机理的实验。 试验中,他们先将大肠杆菌细胞培养在用15NH4Cl作为唯一氮源的培养液里养很长时间(14代),使得细胞内所有的氮原子都以15N的形式存在(包括DNA分子里的氮原子)。这时再加入大大过量的14NH4Cl和各种14N的核苷酸分子,细菌从此开始摄入14N,因此所有既存的“老”DNA分子部分都应该是15N标记的, 而新生的DNA则应该是未标记的。接下来他们让细胞们继续高高兴兴地生长,而自己则在在不同时间提取出DNA分子,利用CsCl密度梯度离心分离,而当细胞分裂了一次的时候只有一个DNA带,这就否定了所谓的全保留机理,因为根据全保留机理,DNA复制应该通过完全复制一个“老”DNA双链分子而生成一个全新的DNA双链分子,那么当一次复制结束,应该一半DNA分子是全新(双链都完全只含14N), 另一半是“全老”(双链都完全只含15N)。这样一来应该在出现在离心管的不同位置,显示出两条黑带。 通过与全14N和全15N的DNA标样在离心管中沉积的位置对比,一次复制(分裂)时的这根DNA带的密度应当介于两者之间,也就是相当于一根链是14N,另一根链是15N。而经历过大约两次复制后的DNA样品(generation=1.9)在离心管中显示出强度相同的两条黑带,一条的密度和generation=1时候的一样,另一条则等同于完全是14N的DNA。这样的结果跟半保留机理推测的结果完美吻合 就这样,关于DNA复制机理的争论终于被Meselson和Stahl完美解决,而基因学和基因组学也得以在此后的五十年取得一系列重大突破。
DNA的双螺旋结构是谁发现的?
沃森和克里克于1953年发现DNA的双螺旋结构,为分子生物学奠定了基础,他们也因此和威尔金斯共享了1962年诺贝尔奖的荣光。然而,很少有人记起这一里程碑式的工作中另外一位功不可没的科学家——富兰克林。罗莎琳德u2022富兰克林,出色的物理化学家、结晶学家和X射线衍射技术专家。1920年7月25日生于伦敦一个富裕的犹太家庭,15岁就立志要当科学家,1941年毕业于剑桥大学物理化学专业,后从事煤炭分子结构研究并于1945年获博士学位。“二战”后,她前往法国学习X射线衍射技术,1951年回国,在伦敦大学国王学院同威尔金斯一起研究DNA结构。当时人们已知DNA可能是遗传物质,但对其结构及作用机制还不甚了解。1951年,富兰克林成功拍摄出一张高清晰度的X射线衍射图,具有明显螺旋结构特征。她做出了DNA单位分子的完整空间描述,并且发现DNA具有双链螺旋结构,磷酸基团位于分子外侧,碱基位于内侧。此时,剑桥大学的沃森和克里克也在进行此项研究。1953年初,威尔金斯在富兰克林不知情的情况下给来访的沃森看了那张照片及测量数据。他们据此获得启发,立即悟到DNA的结构并于两周后搭建出双螺旋模型。但直至报告发表他们也没告知或提及富兰克林。1953年3月,当富兰克林将研究结果整理成文打算发表时,才发现DNA结构被破解的消息已出现在新闻简报中。当沃森等人获诺贝尔奖时,富兰克林已于1958年因病早逝,自然不在受奖之列。上世纪末,富兰克林这位“DNA黑暗女神”逐渐得到科学界认可:伦敦大学国王学院把新建的一座大楼命名为“富兰克林u2022威尔金斯”大楼,英国皇家学会也设立“富兰克林奖章”,以奖励在科研领域做出重大贡献的科学家。
第一次实验DNA双螺旋结构为什么会失败?
在建立DNA结构模型的过程中,沃森和克里克借鉴了美国化学家鲍林发现蛋白质结构的过程。他们注意到鲍林的主要方法是依靠X射线衍射的图谱来探讨蛋白质分子中原子间关系的。受此启发,沃森和克里克像孩子们摆积木一样,开始用自制的硬纸板构建DNA结构模型。他们利用了科学家们已经发现的一些证据,如DNA分子是由含有4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的;维尔金斯和富兰克林通过X射线衍射法推算出的DNA分子呈螺旋结构的结论等。在此基础上否定了DNA是单链和四链结构的可能,首先构建了一个DNA链结构模型,他们将模型中的磷酸——核糖骨架安置在螺旋内部。但是,以维尔金斯为首的一批科学家在对此结构进行验证时发现,沃森和克里克对实验数据的理解有误,因而否定了他们建立的第一个DNA分子模型。
为什么DNA双螺旋结构的螺旋方向是向右边,用物理知识怎么解释
双螺旋结构模型 1953年Watson和Crick正式提出了关于DNA二级结 构的右手双螺旋结构模型,主要内容有: (1)DNA分子由两条反向平行的多聚核苷酸链围绕同 一中心轴盘曲而成,两条链均为右手螺旋,链呈反平行走向,一条走向是5′→3′,另一条是3′→5′。 (2)DNA链的骨架由交替出现的亲水的脱氧核糖基和磷酸基构成,位于双螺旋的外侧,碱基配对位于双螺旋的内侧。 (3)两条多聚核苷酸链以碱基之间形成氢键配对而相连,即A与T配对,形成两个氢键,G与C配对,形成三个氢键。碱基相互配对又叫碱基互补。RNA中若也有配对区,A是与U以两个氢键配对互补。 (4)碱基对平面与螺旋轴几乎垂直,相邻碱基对沿轴转36°,上升0.34nm。每个螺旋结构含10对碱基,螺旋的距为3.4nm,直径是2.0nm。DNA两股链之间的螺旋形成凹槽:一条浅的,叫小沟;一条深的,叫大沟。大沟是蛋白质识别DNA的碱基序列发生相互作用的基础,使蛋白质和DNA可结合而发生作用。DNA双螺旋结构要与pr的相区别:DNA是两条核苷酸链通过碱基之间氢键相连而成,而蛋白质的α-螺旋是一条肽链自身盘曲而成,其氢键是其内部第一位肽键的N-H与第四个肽键的羰基氧形成的。 (5)DNA双螺旋结构的稳定主要由互补碱基对之间的氢键和碱基堆积力来维持。碱基堆积力是碱基对之间在垂直方向上的相互作用,可以使DNA分子层层堆积,分子内部形成疏水核心,这对DNA结构的稳定是很有利的,碱基堆积力对维持DNA的二级结构起主要作用。
制作dna双螺旋结构模型的 方法步骤
主链(backbone)由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。DNA外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的骨架。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。DNA双螺旋结构的多样性包括A-DNAB-DNA Z-DNAn三种DNA构型的比较
下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述,不正确的是()
下列关于DNA双螺旋结构模型的叙述,不正确的是() A.双股脱氧核苷酸呈反向平行B.DNA形成的均是左手双螺旋结构C.双股链间存在碱基配对关系D.螺旋每周包含10对碱基E.螺旋的螺距为3.4nm正确答案:DNA形成的均是左手双螺旋结构
简述DNA的双螺旋结构。
DNA双螺旋的碱基位于双螺旋内侧,磷酸与糖基在外侧,通过磷酸二脂键相连,形成核酸的骨架。碱基平面与假象的中心轴垂直,糖环平面则与轴平行,两条链皆为右手螺旋。
dna分子双螺旋结构模型属于什么模型?
DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型。在生物学中,物理模型就是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。在教材中出现的也有很多,比如细胞的亚显微结构模型,DNA的双螺旋结构模型等。生物学中的物理模型构建的一般步骤:(1)了解构建模型的基本构造;(2)制作模型构建的基本原件(单位);(3)了解各基本原件之间的关系;(4)按照相互关系连接各基本原件;(5)检验与修补。生物学中物理模型的实例:生物体结构的模式标本,模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型、DNA分子双螺旋结构模型、生物膜镶嵌模型、减数分裂中染色体变化模型、血糖调节模型等。
DNA双螺旋结构模型的基本要点是什么?
DNA双螺旋结构特征:主链(backbone):由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似"麻花状绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。 所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。 碱基对(base pair):碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。配对碱基总是A与T和G与C。碱基对以氢键维系,A与T 间形成两个氢键。 DNA结构中的碱基对与Chatgaff的发现正好相符。从立体化学的角度看,只有嘌呤与嘧啶间配对才能满足螺旋对于碱基对空间的要求, 而这二种碱基对的几何大小又十分相近,具备了形成氢键的适宜键长和键角条件。 每对碱基处于各自自身的平面上,但螺旋周期内的各碱基对平面的取向均不同。碱基对具有二次旋转对称性的特征,即碱基旋转180°并不影响双螺旋的对称性。 也就是说双螺旋结构在满足二条链碱基互补的前提下,DNA的一级结构产并不受限制。这一特征能很好的阐明DNA作为遗传信息载体在生物界的普遍意义。 大沟和小沟:大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相毗邻的双股之间。这是由于连接于两条主链糖基上的配对碱基并非直接相对, 从而使得在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。 在大沟和小沟内的碱基对中的N 和O 原子朝向分子表面。 结构参数:螺旋直径2nm;螺旋周期包含10对碱基;螺距3.4nm;相邻碱基对平面的间距0.34nm。
简述dna双螺旋结构模型特点。
DNA双螺旋结构模型特点简述如下:有两条DNA单链,反向平行,一段由3"端开始,一段由5‘端开始,螺旋成双链结构.外部是磷酸和脱氧核糖交替构成的内部碱基遵循碱基互补配对原则(A-T,C-G)碱基之间是由氢键连接脱氧核苷酸之间由磷酸二脂键链接.
简述DNA双螺旋结构模型的要点,并从结构特点分析它的生物学功能。
1)DNA分子是由两条长度相同,方向相反的多聚脱氧核苷酸链平行围绕同一中心轴形成的双排螺旋结构;两螺旋都是右手螺旋,双螺旋表面有深沟和浅沟。2)各脱氧核苷酸中磷酸和脱氧核糖基借磷酸二酯键相连形成的糖-磷酸骨架是螺旋的主链部分,幷位于螺旋外侧;各碱基则从骨架突出指向螺旋的内侧,碱基平面都垂直于螺旋的纵轴。3)两条多聚脱氧核苷酸链通过碱基间的氢链连接,一条链中的腺嘌呤必定与另一条链中的胸嘧啶配对(A-T);鸟嘌呤必定与胞嘧啶配对(G-C),这种碱基间的氢链连接配对原则称为碱基互补规则维持DNA双螺旋结构稳定性的因素主要是上下层碱基对之间堆砌力和链间互补碱基之间的氢键。在双螺旋结构中碱基堆砌构成疏水性核心,而亲水性带负电荷的糖-磷酸基团处于外部,使双螺旋更加稳固;而氢键不仅是一种稳定双螺旋的力量,同时也为选择正确碱基配对提供了分辨能力
DNA双螺旋结构模型的主要内容是什么?生物体内遗传信息的传递主要是通过什么方式实现的?
1、DNA双螺旋结构包括三点 (1)由两条反向平行的长链构成 (2)磷酸和脱氧核糖构成骨架,排列在外侧,碱基排列在内侧. (3)两条链的碱基间能过氢键形成碱基对,碱基对之间遵循碱基互补配对规律(A和T;G和C) 2、生物体内遗传信息的传递通过DNA复制实现.遗传信息就是DNA分子中碱基的排列顺序,通过DNA复制(有丝分裂间期),将遗传信息从一个细胞传到另一个细胞,实现体内遗传信息的传递. 如果从一个个体传递到子代,则是通过DNA复制(减数第一次分裂间期)
DNA的双螺旋结构的模型图是如何得到的?
DNA的双螺旋结构模型是通过多种实验手段和分析方法得到的,其中最为重要的是X射线衍射技术。1950年代初期,英国科学家罗斯林察看基因物质的结构,通过X射线衍射实验获得了大量有关DNA分子结构的数据。但是,由于X射线衍射数据的复杂性和抽象性,解析数据需要复杂的计算和分析过程。在这个背景下,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克两位科学家在1953年通过对已有实验数据的分析,提出了DNA双螺旋结构的模型。他们的模型建立在这样的观察基础之上:X射线衍射图形呈现周期性、重复性、非均匀强度的交叉斑点,这种斑点的特点说明了一种复杂的螺旋形结构。通过对这些斑点的位置和强度进行详细的计算和分析,沃森和克里克最终提出了双螺旋结构的模型。他们的模型认为,DNA是由两条互补的链通过氢键相互结合而成的,形成一个类似于螺旋梯的结构。每条链由若干个核苷酸单元组成,核苷酸单元由磷酸、糖分子和碱基三部分组成。在这个结构中,碱基配对以A-T和G-C两种方式存在,通过氢键相互配对。这种特殊的碱基配对规律保证了DNA分子的可复制性和遗传性。总之,通过多种实验和分析手段的综合运用,我们得到了现在广泛接受的DNA双螺旋结构的模型。
dna双螺旋结构模型有哪些基本特点,这些结构解释生命现象
dna双螺旋结构有哪些特点: a.两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成,螺旋表面有一条大沟和一条小沟。 b.磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,作为可变成分的碱基位于内侧,链间碱基按a-t配对,之间形成2个氢键,g-c配对,之间形成3个氢键(碱基配对原则,chargaff定律)。 c.螺旋直径2nm,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对重复一次,间隔为3.4nm。 该模型揭示了dna作为遗传物质的稳定性特征,最有价值的是确认了碱基配对原则,这是dna复制、转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是本世纪生命科学的重大突破之一,它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。
dna分子双螺旋结构模型属于什么模型?
DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型。在生物学中,物理模型就是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。在教材中出现的也有很多,比如细胞的亚显微结构模型,DNA的双螺旋结构模型等。生物学中的物理模型构建的一般步骤:(1)了解构建模型的基本构造;(2)制作模型构建的基本原件(单位);(3)了解各基本原件之间的关系;(4)按照相互关系连接各基本原件;(5)检验与修补。生物学中物理模型的实例:生物体结构的模式标本,模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型、DNA分子双螺旋结构模型、生物膜镶嵌模型、减数分裂中染色体变化模型、血糖调节模型等。
什么是DNA分子双螺旋结构模型?
DNA分子双螺旋结构积塑模型是一种采用优质彩色塑料原料制造的生物遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)分子的装配式结构模型。 本模型利用具有特殊形状结构的红、黄、蓝、绿四种色球(分别代表A、T、G、C四种核苷)和棕棒(代表磷酸P)五种零件,不仅可装配成具有双螺旋空间结构的DNA分子链,而且还可以直观地表达出DNA分子链的自我复制功能。 一套DNA分子双螺旋结构积塑模型,其特征是: a.这套DNA分子双螺旋积塑模型由红、黄、兰绿四种优质塑料色球(分别代表A、T、G、C四种核苷)和一种优质棕色塑料色棒(代表磷酸P)共五种另件所组成。 b.红球和黄球直径φ18,各带有一个直径φ10的白色圆柱形突出物,在红球的白色圆柱上开有一个直径φ6的圆孔,圆孔内部前后各突起一个直径φ3的半圆形凸起物,在黄球的白色圆柱上伸出一直径φ6的圆棒,圆棒前后各开有一个直径φ3的半圆形凹槽,红球和黄球的结合,即A与T的结合,可通过φ6圆棒插入φ6圆孔来实现。 c.蓝球和绿球直径也是φ18,也各带有一个直径φ10的白色圆柱形突出物,在兰球的白色圆柱上开有一个直径φ6的圆孔,圆孔内部沿圆周对称地突起三个直径φ3的半圆形凸起物,在绿球的白色圆柱上伸出一φ6圆棒,在圆棒周围对称地开有三个直径φ3的半圆形凹槽,兰球和绿球的结合,即G和C的结合,可通过φ6圆棒插入φ6圆孔来实现。 d.每个色球除带有一个白色圆柱形突出物外,还各开有二个直径φ6的圆孔,它们的位置一上一下、一左一右,分别对称地绕水平和垂直轴线旋转36角。利用直径φ6的棕棒插入二个色球相对着的二个φ6圆孔,可将任意二个色球连接起来,从而可组成DNA单股螺旋链,所开φ6圆孔的角度,可保证每一螺旋上有10个色球, e.每一对配对色球上的一个φ3半圆形凸起物和一个φ3半圆形凹槽代表一个氢(H)键,由于A、T和G、C色球上φ3半圆形凸起物和半圆形凹槽数目不同(一为2,一为3),角度不同,因此A球只能与T球结合,G球只能与C球结合,A与C、G与T球之间不能结合(不能插入),从而可实现A-T、G-C之间的严格配对关系,利用这种配对关系,可组成互补配对的DNA双螺旋链,并导致DNA分子具有自我复制的功能。(其中A、T、C、G 均为碱基;A:腺嘌呤;T:胸腺嘧啶;C:胞嘧啶;G:鸟嘌呤。当T转录时,变为U:尿嘧啶)。
dna双螺旋结构模型的要点
由两条碱基互补的、反向平行排列的脱氧多核苷酸单链组成,碱基互补的方式是A与T,C与G对应;两条互补链围绕一“主轴”向右盘旋形成双螺旋结构。DNA分子结构由4种碱基(A、T、G、C)的排列顺序决定储存遗传信息。(1)两条多核苷酸链以相反的平行缠结,依赖成对的碱基上的氢键结合形成双螺旋状,亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧,而碱基位于内侧,两条链的碱基之间以氢键相结合,一条链的走向是5"到3",另一条链的走向是3"到5"; (2)碱基平面向内延伸,与双螺旋链成垂直状; (3)向右旋,顺长轴方向每隔0.34nm有一个核苷酸,每隔3.4nm重复出现同一结构; (4)A与T配对,其间距离1.11nm;G与C配对,其间距离为1.08nm,两者距离几乎相等,以便保持链间距离相等; (5)在结构上有深沟和浅沟; (6)DNA双螺旋结构稳定的维系 横向稳定靠两条链间互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性递积力维持。
dna双螺旋结构模型怎么做
DNA双螺旋结构模型通常是通过搭建分子模型来完成的。以下是一些基本步骤:材料:- 4种颜色的塑料珠(代表4种不同的碱基)- 扁平的手掌大小底座(用作支架)- 钢丝或木棒(用于连接珠子)步骤:1. 将不同颜色的塑料珠分别组合成配对的碱基,即腺嘌呤 (A) 和胸腺嘧啶(T),以及鸟嘌呤(C) 和鸟嘧啶(G)。2. 将钢丝或木棒插入底座中心,作为支架。3. 按照规则将珠子串在钢丝上,每个碱基由两个珠子表示,一个代表碱基的氮碱基,另一个代表糖分子和磷酸基团。4. 使用适当的间距,将珠子与钢丝相连,以形成DNA双螺旋的“阶梯状”结构。5. 通过不断加入珠子,直到完成整个DNA双螺旋结构。需要注意的是,在制作DNA双螺旋结构模型时,请保持每个碱基之间的距离和比例一致,并保证模型稳定性,避免出现塑料珠掉落或模型塌陷等情况。此外,在制作过程中,也可以参考相关教材或在线资源,以获得更加详细的说明和指导。
如何制作dna双螺旋结构模型
制作DNA双螺旋结构模型可以通过以下步骤完成:步骤一:收集材料制作DNA双螺旋结构模型需要的材料有:双股DNA模型彩色糖果或球形磁珠直径约为1cm的木棒或竹签剪刀和胶水步骤二:制作DNA模型的主干首先,我们需要制作DNA模型的主干。将木棒或竹签分成两个长度相等的部分,然后用彩色糖果或球形磁珠把它们连接起来。在连接点处使用胶水固定,以确保主干的稳定性。步骤三:制作DNA模型的核苷酸接下来,制作核苷酸。核苷酸是DNA的构成单位,由磷酸、脱氧核糖和一种碱基组成。我们可以用糖果或球形磁珠代表脱氧核糖和碱基,用小木棒或竹签代表磷酸。将三个组成部分连接在一起,制成核苷酸模型。步骤四:将核苷酸连接成DNA双链将核苷酸按照DNA双链的规律连接起来。DNA双链由两个互补的链组成,每个链都由一系列核苷酸组成。具体来说,腺嘌呤(A)只能与胸腺嘧啶(T)配对,胞嘧啶(C)只能与鸟嘌呤(G)配对。因此,我们可以将A和T、C和G的核苷酸按照互补规律连接起来,形成DNA双链。步骤五:制作DNA双链的螺旋结构将两个DNA双链缠绕在一起,形成DNA双螺旋结构。将两个DNA双链分别绕在两根细木棒上,然后将它们靠近,使它们缠绕在一起。注意,DNA双链是以右手螺旋的形式缠绕在一起的,因此在缠绕时应保持正确的方向。步骤六:调整DNA模型最后,调整DNA模型。将DNA双螺旋模型放在一个水平的表面上,确保它的稳定性。如果需要,可以对DNA双链进行微调,以使其更符合真实的DNA结构。总结:制作DNA双螺旋结构模型需要准备一些材料,包括双股DNA模型、彩色糖果或球形磁珠、直径约为1cm的木棒或竹签、剪刀和胶水等。制作DNA模型的主干、核苷酸和DNA双链,然后将两个DNA双链缠绕在一起,形成DNA双螺旋结构。最后,调整DNA模型,使其更符合真实的DNA结构。制作DNA双螺旋结构模型需要一定的耐心和技巧,但是这个过程也可以帮助我们更好地理解DNA的结构和功能。
DNA双螺旋结构模型的要点有哪些?
【答案】:1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型,该模型的要点是:(1)DNA分子是由两条反向的平行多核苷酸链构成的,一条链的5"-末端与另一条链的3"-末端相对。两条链的糖-磷酸主链都是右手螺旋,有一共同的螺旋轴,螺旋表面有大沟和小沟。(2)两条链上的碱基均在主链内侧,一条链上的A一定与另一条链上的T配对,G一定与C配对。(3)成对碱基大致处于同一平面,该平面与螺旋轴基本垂直。相邻碱基对平面间的距离为0.34nm,双螺旋每旋转一周有10对碱基,螺旋直径为2nm。大多数天然DNA属双链结构,某些病毒如Фx174和M13的DNA是单链DNA分子。
DNA和RNA有什么区别
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。 希望可以帮到你!
DNA 与RNA的区别
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。具体解释如下:RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现 因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。 <收起 参考资料:www.pep.com.cn/200406/ca457068.htm
DNA是双链结构,RNA是单链结构,这样说对吗?
RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链,二是它的碱基组成与DNA的不同,RNA没有碱基T(胸腺嘧啶),而有碱基U(尿嘧啶)。所以导致他们有以下性质上的不同。 1.两性解离:DNA无,只有酸解离,碱基被屏蔽(在分子内部形成了H键)。RNA有,有PI。 2.粘度大:DNA;RNA,粘度由分子长度/直径决定,DNA为线状分子,RNA为线团。 3.碱的作用:DNA耐碱RNA易被碱水解。 RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构 DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
中华文化的DNA是什么
傩文化可以说是中华文明的文化DNA(基因)。傩文化离我们这么久远,研究傩文化有什么现实意义? 傩文化是一种特定社会的“意识形态”,就像“儒家文化”是封建主义社会的意识形态一样,“傩文化”则是古代中国原始社会农耕阶段的意识形态。因此,研究“傩文化”与研究“儒家文化”的意义是没有多大差别的。但由于“傩文化”是中国原始时代的意识形态,根据马克思、恩格斯极力推崇的美国人类学家摩尔根的学说:“人类必须先获得文明的一切要素,然后才能进入文明社会”的哲理,中华文明的“文明要素”就在古老的傩文化之中。因此,傩文化可以说是中华文明的文化DNA(基因)。我们研究生物的DNA,能够在生物学界产生一场空前的生物学革命,我们研究物质分子的DNA,曾导致了原子弹、宇宙飞船等尖端科学的诞生。我们也同样可以企望从中华文明之源的傩文化基因中,清除阻碍社会发展的有害基因,筛选能促进社会发展的有益基因,使我们的祖国能够突飞猛进地前进。“杂交稻之父”袁隆平院士说:“旧式的驯化稻之所以不能再增产,完全是驯化过度的结果,要想进一步增产,就必须在驯化稻中注入野生稻的野性基因,获得远缘杂交优势,形成良性组合、恢复它的野性活力。”因此,如何利用文化基因的良性组合,建立一个具有中国特色的和平、幸福、公正、公平、充满活力的未来社会,这就是研究傩文化的意义所在,也是我研究傩文化的最终目的。 详细资料:http://zhidao.baidu.com/question/16597767.html?si=1
RNA的碱基组成与DNA完全不同 这句话对的错的?为什么
这是错误的.DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。参考资料:http://www.pep.com.cn/200406/ca457068.htm
DNA和RNA的三个最主要的区别
RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链,二是它的碱基组成与DNA的不同,RNA没有碱基T(胸腺嘧啶),而有碱基U(尿嘧啶)。所以导致他们有以下性质上的不同。 1.两性解离:DNA无,只有酸解离,碱基被屏蔽(在分子内部形成了H键)。RNA有,有PI。 2.粘度大:DNA;RNA,粘度由分子长度/直径决定,DNA为线状分子,RNA为线团。 3.碱的作用:DNA耐碱RNA易被碱水解。 4.显色反应: 鉴别DNA和RNA+浓HCl RNA ------→ 绿色化合物 DNA ------→ 蓝紫色化合物苔黑酚 二苯胺啡啶溴红(荧光染料)和溴嘧啶都可对DNA染色,原理是卡在分子中,DNA的离心和电泳显色可用它们。 DNA和RNA的鉴别染色 利用吖啶橙的变色特性可鉴别DNA和RNA。吖啶橙作为一种荧光染料已被用于染色固定,非固定细胞核酸,或作溶酶体的一种标记。观察死亡细胞荧光变色性变化以及区别分裂细胞和静止细胞群体。虽然测定DNA和RNA含量时较难获得好的重复性结果,但该方法已被许多实验室广泛采用。 5.溶解性:都溶于水而不溶于乙醇,因此,常用乙醇来沉淀溶液中的DNA和RNA。DNA溶于苯酚而RNA不溶,故可用苯酚来沉淀RNA。 6.紫外吸收:核酸的λm=260nm,碱基展开程度越大,紫外吸收就越厉害。当A=1时,DNA:50ug/ml,RNA和单链DNA:40ug/ml,寡核苷酸:20ug/ml。用A260/A280还可来表示核酸的纯度。 7.沉降速度:对于拓扑异构体(核苷酸数目相同的核酸),其沉降速度从达到小依次为:RNA ; 超螺旋DNA > 解链环状DNA ; 松弛环状DNA ; 线形DNA也就是在离心管中最上层是线形DNA,最下面是RNA。 8.电泳:核苷酸、核酸均可以进行电泳,泳动速度主要由分子大小来决定,因此,电泳是测定核酸分子量的好方法。 9.DNA分子量测定最直接的方法:用适当浓度的EB(溴嘧啶)染色DNA,可以将其他形式的DNA变成线形DNA,用电镜测出其长度,按B-DNA模型算出bp数,根据核苷酸的平均分子量就可计算出DNA的分子量。
DNA和RNA有什么区别呢?同样是遗传物质,脱氧核糖核酸,和核糖核酸
一:分布不同,即DNA主要在细胞核内,RNA主要在细胞质中; 二:数量不同,DNA是由两条脱氧核苷酸链组成,RNA只有一条核糖核苷酸链组成! 三:它们的核糖不同! DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的. 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链.分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富.RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA).这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能. 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA.近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒.类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA).hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程).自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进.目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸. DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分.遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中. 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子.真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子.不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起.DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中.DNA病毒的遗传物质也是DNA. 结构:DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链.大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有的DNA为环形,有的DNA为线形.主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基.在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%.在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶.40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和.一般用几个层次描绘DNA的结构. 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列.基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中.1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖.自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立.如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等.现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来. 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程.经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表. 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似.A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近.Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名.这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区.1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA.
DNA ,RNA是什么?从何而来?
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
什么是DNA?什么是RNA?DNA和RNA有多大区别?
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
为什么DNA分子难以通过核膜和细胞器膜?
DNA分子量太大,无法自由扩散通过生物膜;DNA是一种长链聚合物,组成单位为四种脱氧核苷酸,即腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP 脱氧腺苷)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP 脱氧胸苷)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP 脱氧胞苷)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP 脱氧鸟苷)。而脱氧核糖(五碳糖)与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架,排列在外侧,四种碱基排列在内侧。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相连,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,指导蛋白质的合成。读取密码的过程称为转录,是以DNA双链中的一条单链为模板转录出一段称为mRNA(信使RNA)的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA。在细胞内,DNA能与蛋白质结合形成染色体,整组染色体则统称为染色体组。对于人类而言,正常的体细中含有46条染色体。染色体在细胞分裂之前会先在分裂间期完成复制,细胞分裂间期又可划分为:G1期-DNA合成前期、S期-DNA合成期、G2-DNA合成后期。对于真核生物,如动物、植物及真菌而言,染色体主要存在于细胞核内;而对于原核生物,如细菌而言,则主要存在于细胞质中的拟核内。染色体上的染色质蛋白,如组织蛋白,能够将DNA进行组织并压缩,以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用,进而调节基因的转录。
生物体内的DNA可否只含有两种碱基? DNA分子都含有四种核苷酸这句话对吗?
不能只含有两种碱基,A=T,C=G互相配对,且只能是他们之间的配对,因为它们相连的键不一样,遵循查加夫(E.Chargaff)规则,每个碱基都有自己的功能,所以结合在一起形成的DNA链具有和遗传的信息,缺少哪个都不行,况且,任何一个碱基发生突变也会给生命有机体带来一些影响,大多是不利的影响。DNA贩子都是由4种基本的核苷酸组成的,有时候这些核苷酸会加以修饰,比如甲基化等,或者还有存在一些稀有碱基,同样是组成因素,DNA分子都含有这四种碱基,甚至会有一些稀有碱基存在,或者存在被修饰的碱基,比如5-甲基胞嘧啶等。
比较DNA和RNA的组成和结构的区别
基本简介脱氧核糖核酸(DNA,为英文Deoxyribonucleicacid的缩写),又称去氧核糖核酸,是脱氧核糖核酸染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时也被称为“遗传微粒”,原因是在繁殖过程中,父代会把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播。DNA的结构: DNA的结构一般可划分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构四个水平。DNA是一种长链聚合物,组成单位为四种脱氧核苷酸,即腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP 脱氧腺苷)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP 脱氧胸苷)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP 脱氧胞苷)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP 脱氧鸟苷)。而脱氧核糖(五碳糖)与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架,排列在外侧,四种碱基排列在内侧。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相连,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,指导蛋白质的合成。读取密码的过程称为转录,是以DNA双链中的一条单链为模板转录出一段称为mRNA(信使RNA)的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA。在细胞内,DNA能与蛋白质结合形成染色体,整组染色体则统称为染色体组。对于人类而言,正常的体细中含有46条染色体。染色体在细胞分裂之前会先在分裂间期完成复制,细胞分裂间期又可划分为:G1期-DNA合成前期、S期-DNA合成期、G2-DNA合成后期。对于真核生物,如动物、植物及真菌而言,染色体主要存在于细胞核内;而对于原核生物,如细菌而言,则主要存在于细胞质中的拟核内。染色体上的染色质蛋白,如组织蛋白,能够将DNA进行组织并压缩,以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用,进而调节基因的转录。分子结构DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和,一般用几个层次描绘DNA的结构。一级结构是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(核苷酸),通过3",5"-磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位-脱氧核糖核苷酸的排列顺序。一级结构每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查加夫(Chargaff)法则(即碱基互补配对原则).二级结构二级结构是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类:一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等;另一类是左手双螺旋,如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见(如图)。也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键,G与C之间可以形成三个氢键,使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链,由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上,氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度,使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子,整个DNA分子形成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周,故旋转一周(螺距)是3.4nm,这是β-DNA的结构,在生物体内自然生成的DNA几乎都是以β-DNA结构存在。三级结构是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间三级结构,也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类,并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时,双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就是双螺旋产生张力,如果DNA分子两端是开放的,这种张力可通过链的转动而释放出来,DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的,或者是环状分子,这种张力就不能通过链的旋转释放掉,只能使DNA分子本身发生扭曲,以此抵消张力,这就形成超螺旋,是双螺旋的螺旋。 四级结构核酸以反式作用存在(如核糖体、剪接体),这可看作是核酸的四级水平的结构。拓扑结构也是DNA存在的一种形式。DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构。超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,它可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变。结构特点DNA的结构一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段。核糖核酸(缩写为RNA,即RibonucleicAcid),存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。RNA由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。与DNA不同,RNA一般为单链长分子,不形成双螺旋结构,核糖核酸但是很多RNA也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。RNA的碱基配对规则基本和DNA相同,不过除了A-U、G-C配对外,G-U也可以配对。在细胞中,根据结构功能的不同,RNA主要分三类,即tRNA(转运RNA),rRNA(核糖体RNA),mRNA(信使RNA)。mRNA是合成蛋白质的模板,内容按照细胞核中的DNA所转录;tRNA是mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者;rRNA是组成核糖体的组分,是蛋白质合成的工作场所。在病毒方面,很多病毒只以RNA作为其唯一的遗传信息载体(有别于细胞生物普遍用双链DNA作载体)。1982年以来,研究表明,不少RNA,如I、II型内含子,RNaseP,HDV,核糖体大亚基RNA等等有催化生化反应过程的活性,即具有酶的活性,这类RNA被称为核酶(ribozyme)。20世纪90年代以来,又发现了RNAi(RNAinterference,RNA干扰)等等现象,证明RNA在基因表达调控中起到重要作用。在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。
植物有DNA吗?
在地球上的生物中,除了少数病毒外,都是以DNA作为遗传物质的,它是主要的遗传物质,决定生物的性状。{DNA(转录)——RNA(翻译)——蛋白质(性状)}是绝大多数生物的生命和性状表现过程。但少数病毒可以进行RNA(逆转录)——DNA的过程。高等生物(如植物)的DNA大多在细胞核的染色体中,低等生物(如蓝藻)的DNA位于细胞的中央,无细胞结够生物(如乙肝病毒)的DNA被蛋白质外壳包裹在其中。 脱氧核糖核酸(DNA,为英文Deoxyribonucleic acid的缩写),又称去氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。 b. 每一种核酸由三个部分所组成:一分子含氮盐基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。 c. 核酸的含氮盐基又可分为四类:鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C) d. DNA的四种含氮盐基组成具有物种特异性。即四种含氮盐基的比例在同物种不同个体间是一致的,但再不同物种间则有差异。 e. DNA的四种含氮沿基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A≈T C≈G 加卡夫法则。 生命的遗传奥秘茂藏在DNA和RNA中 现在人们都知道DNA和RNA是遗传物质,但是什么叫DNA呢?其实DNA和RNA是一种核酸的东西,因为它藏在细胞核内,又具有酸性,因为在它刚被发现的时候就被称为核酸。 核酸是一个叫米歇尔的瑞士青年化学家发现的,那还是1869年的事,到了1909年,一位美国生化学家又发现核酸中的碳水化合物有两种核糖分子,因此核酸也有两种,一种叫脱氧核糖酸,英文缩写就是DNA,另一种是核糖核酸,英文缩写是RNA。DNA一般只在细胞核中,而RNA除了在细胞核中外,还分布在细胞质中。 DNA和RNA与生物遗传基因细菌学家艾弗里通过研究肺炎球菌转化时,偶然发现了DNA,就是那个被很多人找了很久的基因物质。在DNA上带着生命的遗传秘密的基因物质,这样,对于到底什么是决定生命遗传现象的探索,终于到了揭开秘密的时候了,这时已是20世纪40年代。 组成DNA的4种核苷酸的排列组合顺序大有奥秘 解开DNA的秘密 当发现基因就是DNA后,人们还是想知道,这个DNA是怎么样的一种东西,它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢? 首先人们想知道DNA是由什么组成的,人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究,发现DNA是由四种更小的东西组成,这四种东西的总名字叫核苷酸,就像四个兄弟一样,它们都姓核苷酸,但名字却有所不同,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),这四种名字很难记,不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律,但后来核苷酸其实不一样,而且它们相互组合的方式也千变万化,大有奥秘。现在,人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现:人体是由细胞构成的,细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体,它主要由一些叫做脱氧核糖核酸(DNA)的物质组成。 生物的遗传物质存在于所有的细胞中,这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种,分别为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。 单个的核苷酸连成一条链,两条核苷酸链按一定的顺序排列,然后再扭成“麻花”样,就构成脱氧核糖核酸(DNA)的分子结构。在这个结构中,每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”,而一个DNA上的碱基多达几百万,所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本,里面所藏的遗传信息多得数不清,这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。 人的遗传性状由密码来传递。人有10万个基因,而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分,又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别,即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码,排列组成10万个基因。DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA
dna合成的原料到底是什么?
一分子磷酸,一分子脱氧核糖(五碳糖),一分子碱基合成一分子脱氧核糖核苷酸,然后很多个脱氧核糖核苷酸合成DNA。1、物理性质:DNA是高分子聚合物,DNA溶液为高分子溶液,具有很高的粘度,可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线(260nm)有吸收作用,利用这一特性,可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时,吸光度升高,称为增色效应;当变性核酸重新复性时,吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性,即DNA双链碱基间的氢键断裂,双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。2、分子结构:DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成比例不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和,一般用几个层次描绘DNA的结构。3、分布功能:原核细胞的染色体是一个长DNA分子,但是原核细胞没有真正的细胞核。真核细胞核中有不止一条染色体,每条染色体只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。
Wastson和crick提出DNA双螺旋结构模型的背景和依据
这个链接对您的问题有较为详细的阐述:http://baike.baidu.com/view/25292.htm20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我 DNA双螺旋结构特点图复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。这4点,缺一不可,如何建构一个DNA分子模型解释这一切? 当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此之前,鲍林已发现了蛋白质的a螺旋结构。第三个则是个非正式的研究小组,事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型,他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。他们从1951年10月开始拼凑模型,几经尝试,终于在1953年3月获得了正确的模型。关于这三个实验室如何明争暗斗,互相竞争,由于沃森一本风靡全球的自传《双螺旋》而广为人知。值得探讨的一个问题是:为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料,又不像鲍林那样有建构分子模型的丰富经验(他们两个人都是第一次建构分子模型),却能在这场竞赛中获胜? 这些人中,除了沃森,都不是遗传学家,而是物理学家或化学家。威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构,当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知,在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传。弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性。鲍林研究DNA分子,则纯属偶然。他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文,觉得荒唐可笑,为了反驳这篇论文,才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物,而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型,鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能,单纯根据晶体衍射图,有太多的可能性供选择,是很难得出正确的模型的。 沃森在1951年到剑桥之前,曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验,坚信DNA就是遗传物质。据他的回忆,他到剑桥后发现克里克也是“知道DNA比蛋白质更为重要的人”。但是按克里克本人的说法,他当时对DNA所知不多,并未觉得它在遗传上比蛋白质更重要,只是认为DNA作为与核蛋白结合的物质,值得研究。对一名研究生来说,确定一种未知分子的结构,就是一个值得一试的课题。在确信了DNA是遗传物质之后,还必须理解遗传物质需要什么样的性质才能发挥基因的功能。像克里克和威尔金斯,沃森后来也强调薛定谔的《生命是什么?》一书对他的重要影响,他甚至说他在芝加哥大学时读了这本书之后,就立志要破解基因的奥秘。如果这是真的,我们就很难明白,为什么沃森向印第安那大学申请研究生时,申请的是鸟类学。由于印第安那大学动物系没有鸟类学专业,在系主任的建议下,沃森才转而从事遗传学研究。当时大遗传学家赫尔曼·缪勒(Hermann Muller)恰好正在印第安那大学任教授,沃森不仅上过缪勒关于“突变和基因”的课(分数得A),而且考虑过要当他的研究生。但觉得缪勒研究的果蝇在遗传学上已过了辉煌时期,才改拜研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)为师。但是,缪勒关于遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重性的观念,想必对沃森有深刻的影响。正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质,并且理解遗传物质应该有什么样的特性,才能根据如此少的数据,做出如此重大的发现。 他们根据的数据仅有三条:第一条是当时已广为人知的,即DNA由6种小分子组成:脱氧核糖,磷酸和4种碱基(A、G、T、C),由这些小分子组成了4种核苷酸,这4种核苷酸组成了DNA。第二条证据是最新的,弗兰克林得到的衍射照片表明,DNA是由两条长链组成的双螺旋,宽度为20埃。第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫(Erwin Chargaff)测定DNA的分子组成,发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的,虽然在不同物种中4种碱基的含量不同,但是A和T的含量总是相等,G和C的含量也相等。 查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果,但奇怪的是,研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥,与沃森和克里克见面后,沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性,并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T,G吸引C,A+T的宽度与G+C的宽度相等之后,很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。
说明DNA的化学组成与结构。
DNA是以脱氧核苷酸(磷酸基团、脱氧核糖、碱基A,T,C,G)为基本单位组成的,其元素构成为C,H,O,N,P。其结构为反向双螺旋结构,十分稳定。其中,A与T配对,C与G配对。主要是区别其与RNA的区别我答到点上没?如果没有的话,可以追问哦【化学吧】为您解答。。
如果生物考试给我一个不认识的病毒 我怎么知道它的遗传物质是DNA还是RNA?求解
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。具体解释如下:RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
dna发现的几个主要的事件简单描述(就那六个科学家的) 大约十件事左右 谢啦
自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后,人们又提出了一个问题:遗传因子是不是一种物质实体?为了解决基因是什么的问题,人们开始了对核酸和蛋白质的研究。早在1868年,人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里,有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔(1844--1895),他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣,因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康,与病菌""作战"而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的"遗体"。于是他细心地把绷带上的脓血收集起来,并用胃蛋白酶进行分解,结果发现细胞遗体的大部分被分解了,但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析,发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验,证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为"核素",后来人们发现它呈酸性,因此改叫"核酸"。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。20世纪初,德国科赛尔(1853--1927)和他的两个学生琼斯(1865--1935)和列文(1869--1940)的研究,弄清了核酸的基本化学结构,认为它是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种(腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶),核糖有两种(核糖、脱氧核糖),因此把核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。列文急于发表他的研究成果,错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的,从而推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成的四核苷酸,以此为基础聚合成核酸,提出了"四核苷酸假说"。这个错误的假说,对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用,也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为,虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中,但它的结构太简单,很难设想它能在遗传过程中起什么作用。蛋白质的发现比核酸早30年,发展迅速。进人20世纪时,组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现,到1940年则全部被发现。1902年,德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论,1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。于是,有的科学家设想,很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。如果核酸参与遗传作用,也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用。因此,那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体。1928年,美国科学家格里菲斯(1877--1941)用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验。他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内,结果他发现老鼠很快发病死亡,同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌。这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质,使无荚菌转化为有荚菌。这种假设是否正确呢?格里菲斯又在试管中做实验,发现把死了的有美菌与活的无荚菌同时放在试管中培养,无荚菌全部变成了有荚菌,并发现使无荚菌长出蛋白质荚的就是已死的有荚菌壳中遗留的核酸(因为在加热中,荚中的核酸并没有被破坏)。格里菲斯称该核酸为"转化因子"。1944年,美国细菌学家艾弗里(1877--1955)从有美菌中分离得到活性的"转化因子",并对这种物质做了检验蛋白质是否存在的试验,结果为阴性,并证明"转化因子"是DNA。但这个发现没有得到广泛的承认,人们怀疑当时的技术不能除净蛋白质,残留的蛋白质起到转化的作用。美籍德国科学家德尔布吕克(1906--1981)的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移。因为他们在电子显微镜下观察到了噬菌体的形态和进人大肠杆菌的生长过程。噬菌体是以细菌细胞为寄主的一种病毒,个体微小,只有用电子显微镜才能看到它。它像一个小蝌蚪,外部是由蛋白质组成的头膜和尾鞘,头的内部含有DNA,尾鞘上有尾丝、基片和小钩。当噬菌体侵染大肠杆菌时,先把尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将它体内的DNA全部注人到细菌细胞中去,蛋白质空壳仍留在细菌细胞外面,再没有起什么作用了。进人细菌细胞后的噬菌体DNA,就利用细菌内的物质迅速合成噬菌体的DNA和蛋白质,从而复制出许多与原噬菌体大小形状一模一样的新噬菌体,直到细菌被彻底解体,这些噬菌体才离开死了的细菌,再去侵染其他的细菌。1952年,噬菌体小组主要成员赫尔希(1908一)和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术,做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P,蛋白质外壳标记上35S。先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌,然后加以分离,结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面,只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌,并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖。这个实验证明DNA有传递遗传信息的功能,而蛋白质则是由DNA的指令合成的。这一结果立即为学术界所接受。几乎与此同时,奥地利生物化学家查加夫(1905--)对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果。在艾弗里工作的影响下,他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同,则DNA的结构必定十分复杂,否则难以适应生物界的多样性。因此,他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑。在1948-1952年4年时间内,他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基,用紫外线吸收光谱做定量分析,经过多次反复实验,终于得出了不同于列文的结果。实验结果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等,其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等,鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等。说明DNA分子中的碱基A与T、G与C是配对存在的,从而否定了"四核苷酸假说",并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果:DNA双螺旋结构的分子模型,这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生。沃森(1928一)在中学时代是一个极其聪明的孩子,15岁时便进人芝加哥大学学习。当时,由于一个允许较早人学的实验性教育计划,使沃森有机会从各个方面完整地攻读生物科学课程。在大学期间,沃森在遗传学方面虽然很少有正规的训练,但自从阅读了薛定愕的《生命是什么?--活细胞的物理面貌》一书,促使他去"发现基因的秘密"。他善于集思广益,博取众长,善于用他人的思想来充实自己。只要有便利的条件,不必强迫自己学习整个新领域,也能得到所需要的知识。沃森22岁取得博士学位,然后被送往欧洲攻读博士后研究员。为了完全搞清楚一个病毒基因的化学结构,他到丹麦哥本哈根实验室学习化学。有一次他与导师一起到意大利那不勒斯参加一次生物大分子会议,有机会听英国物理生物学家威尔金斯(1916--)的演讲,看到了威尔金斯的DNAX射线衍射照片。从此,寻找解开DNA结构的钥匙的念头在沃森的头脑中索回。什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?于是他又到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习,在此期间沃森认识了克里克。克里克(1916)上中学时对科学充满热情,1937年毕业于伦敦大学。1946年,他阅读了《生命是什么?--活细胞的物理面貌卜书,决心把物理学知识用于生物学的研究,从此对生物学产生了兴趣。1947年他重新开始了研究生的学习,1949年他同佩鲁兹一起使用X射线技术研究蛋白质分子结构,于是在此与沃森相遇了。当时克里克比沃森大12岁,还没有取得博士学位。但他们谈得很投机,沃森感到在这里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人,真是三生有幸。同时沃森感到在他所接触的人当中,克里克是最聪明的一个。他们每天交谈至少几个小时,讨论学术问题。两个人互相补充,互相批评以及相互激发出对方的灵感。他们认为解决DNA分子结构是打开遗传之谜的关键。只有借助于精确的X射线衍射资料,才能更快地弄清DNA的结构。为了搞到DNAX射线衍射资料,克里克请威尔金斯到剑桥来度周末。在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点,还谈到他的合作者富兰克林(1920--1958,女)以及实验室的科学家们,也在苦苦思索着DNA结构模型的问题。从1951年11月至1953年4月的18个月中,沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往。1951年11月,沃森听了富兰克林关于DNA结构的较详细的报告后,深受启发,具有一定晶体结构分析知识的沃森和克里克认识到,要想很快建立DNA结构模型,只能利用别人的分析数据。他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA结构的设想。1951年底,他们请威尔金斯和富兰克林来讨论这个模型时,富兰克林指出他们把DNA的含水量少算了一半,于是第一次设立的模型宣告失败。有一天,沃森又到国王学院威尔金斯实验室,威尔金斯拿出一张富兰克林最近拍制的"B型"DNA的X射线衍射的照片。沃森一看照片,立刻兴奋起来、心跳也加快了,因为这种图像比以前得到的"A型"简单得多,只要稍稍看一下"B型"的X射线衍射照片,再经简单计算,就能确定DNA分子内多核苷酸链的数目了。克里克请数学家帮助计算,结果表明源吟有吸引嘧啶的趋势。他们根据这一结果和从查加夫处得到的核酸的两个嘌吟和两个嘧啶两两相等的结果,形成了碱基配对的概念。他们苦苦地思索4种碱基的排列顺序,一次又一次地在纸上画碱基结构式,摆弄模型,一次次地提出假设,又一次次地推翻自己的假设。有一次,沃森又在按着自己的设想摆弄模型,他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性。突然,他发现由两个氢键连接的腺膘吟一胸腺嘧啶对竟然和由3个氢键连接的鸟嘌岭一胞嘧啶对有着相同的形状,于是精神为之大振。因为嘌吟的数目为什么和嘧啶数目完全相同这个谜就要被解开了。查加夫规律也就一下子成了DNA双螺旋结构的必然结果。因此,一条链如何作为模板合成另一条互补碱基顺序的链也就不难想象了。那么,两条链的骨架一定是方向相反的。经过沃森和克里克紧张连续的工作,很快就完成了DNA金属模型的组装。从这模型中看到,DNA由两条核苷酸链组成,它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起,很像一座螺旋形的楼梯,两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架,而踏板就是碱基对。由于缺乏准确的X射线资料,他们还不敢断定模型是完全正确的。下一步的科学方法就是把根据这个模型预测出的衍射图与X射线的实验数据作一番认真的比较。他们又一次打电话请来了威尔金斯。不到两天工夫,威尔金斯和富兰克林就用X射线数据分析证实了双螺旋结构模型是正确的,并写了两篇实验报告同时发表在英国《自然》杂志上。1962年,沃森、克里克和威尔金斯获得了诺贝尔医学和生理学奖,而富兰克林因患癌症于1958年病逝而未被授予该奖。DNA双螺旋结构被发现后,极大地震动了学术界,启发了人们的思想。从此,人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年,遗传密码全部被破解,基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明:基因实际上就是DNA大分子中的一个片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分,生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此,基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等,这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。现代生物学的发展,愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势。
DNA作为遗传物质是如何被发现的
DNA的发现及双螺旋结构模型(The discovery of DNA and Double helix model) DNA即脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分和遗传信息的主要载体,其分子结构是由两条核苷酸链组成的双螺旋形。 1869年,瑞士生化学家米歇尔(J.F.Miescher,1844-1895)在分析细胞的化学组成时,在细胞核内发现了核酸。1929年,俄裔美国生物化学家列文(P.A.leven,1869-1940)发现核酸可分为核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)。1928和1943年,英国细菌学家格里菲斯(F.Griffith,1877-1941)和美国细菌学家艾弗里(O.T.Averyy,1877-1955)先后通过肺炎双球菌的转化实验证明DNA具有传递遗传信息的功能。1950年,奥地利裔美国生物化学家查加夫(E.Chargaff,1905-?)发现DNA分子中的碱基A与T、G与C是配对存在的。 1953年,美国生物学家沃森(J.Watson,1928- )和英国生物物理学家克里克(F.Crick,1916-2004),在英国女生物学家富兰克琳(R.Franklin,1920-1958)和英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins,1916-2004)对DNA晶体所作的X光衍射分析的基础上,根据DNA分子碱基配对原则,构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。双螺旋结构显示出DNA分子在细胞分裂时能够被精确复制,解释了其在遗传和进化中的作用。同时,沃森和克里克还预言了遗传信息的复制、传递和表达传递过程是从DNA → RNA→蛋白质,被称为“中心法则”。不久,这一设想被其他科学家的发现所证实。 DNA及其双螺旋结构的发现,揭示了基因复制和遗传信息传递的奥秘,并由此引发了一场蔚为壮观的生命科学和生物技术革命。拒绝抄袭!
发现遗传物质的化学本质是dna是谁
DNA的发现自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后,人们又提出了一个问题:遗传因子是不是一种物质实体?为了解决基因是什么的问题,人们开始了对核酸和蛋白质的研究.早在1868年,人们就已经发现了核酸.在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里,有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔(1844--1895),他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣,因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康,与病菌""作战"而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的"遗体".于是他细心地把绷带上的脓血收集起来,并用胃蛋白酶进行分解,结果发现细胞遗体的大部分被分解了,但对细胞核不起作用.他进一步对细胞核内物质进行分析,发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质.霍佩·赛勒用酵母做实验,证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的.于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为"核素",后来人们发现它呈酸性,因此改叫"核酸".从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究.20世纪初,德国科赛尔(1853--1927)和他的两个学生琼斯(1865--1935)和列文(1869--1940)的研究,弄清了核酸的基本化学结构,认为它是由许多核苷酸组成的大分子.核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的.其中碱基有4种(腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶),核糖有两种(核糖、脱氧核糖),因此把核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA).列文急于发表他的研究成果,错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的,从而推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成的四核苷酸,以此为基础聚合成核酸,提出了"四核苷酸假说".这个错误的假说,对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用,也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识.人们认为,虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中,但它的结构太简单,很难设想它能在遗传过程中起什么作用.蛋白质的发现比核酸早30年,发展迅速.进人20世纪时,组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现,到1940年则全部被发现.1902年,德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论,1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链.于是,有的科学家设想,很可能是蛋白质在遗传中起主要作用.如果核酸参与遗传作用,也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用.因此,那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体.1928年,美国科学家格里菲斯(1877--1941)用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验.他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内,结果他发现老鼠很快发病死亡,同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌.这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质,使无荚菌转化为有荚菌.这种假设是否正确呢?格里菲斯又在试管中做实验,发现把死了的有美菌与活的无荚菌同时放在试管中培养,无荚菌全部变成了有荚菌,并发现使无荚菌长出蛋白质荚的就是已死的有荚菌壳中遗留的核酸(因为在加热中,荚中的核酸并没有被破坏).格里菲斯称该核酸为"转化因子".1944年,美国细菌学家艾弗里(1877--1955)从有美菌中分离得到活性的"转化因子",并对这种物质做了检验蛋白质是否存在的试验,结果为阴性,并证明"转化因子"是DNA.但这个发现没有得到广泛的承认,人们怀疑当时的技术不能除净蛋白质,残留的蛋白质起到转化的作用.美籍德国科学家德尔布吕克(1906--1981)的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移.因为他们在电子显微镜下观察到了噬菌体的形态和进人大肠杆菌的生长过程.噬菌体是以细菌细胞为寄主的一种病毒,个体微小,只有用电子显微镜才能看到它.它像一个小蝌蚪,外部是由蛋白质组成的头膜和尾鞘,头的内部含有DNA,尾鞘上有尾丝、基片和小钩.当噬菌体侵染大肠杆菌时,先把尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将它体内的DNA全部注人到细菌细胞中去,蛋白质空壳仍留在细菌细胞外面,再没有起什么作用了.进人细菌细胞后的噬菌体DNA,就利用细菌内的物质迅速合成噬菌体的DNA和蛋白质,从而复制出许多与原噬菌体大小形状一模一样的新噬菌体,直到细菌被彻底解体,这些噬菌体才离开死了的细菌,再去侵染其他的细菌.1952年,噬菌体小组主要成员赫尔希(1908一)和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术,做噬菌体侵染大肠杆菌的实验.他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P,蛋白质外壳标记上35S.先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌,然后加以分离,结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面,只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌,并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖.这个实验证明DNA有传递遗传信息的功能,而蛋白质则是由DNA的指令合成的.这一结果立即为学术界所接受.几乎与此同时,奥地利生物化学家查加夫(1905--)对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果.在艾弗里工作的影响下,他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同,则DNA的结构必定十分复杂,否则难以适应生物界的多样性.因此,他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑.在1948-1952年4年时间内,他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基,用紫外线吸收光谱做定量分析,经过多次反复实验,终于得出了不同于列文的结果.实验结果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等,其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等,鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等.说明DNA分子中的碱基A与T、G与C是配对存在的,从而否定了"四核苷酸假说",并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据.1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果:DNA双螺旋结构的分子模型,这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生.沃森(1928一)在中学时代是一个极其聪明的孩子,15岁时便进人芝加哥大学学习.当时,由于一个允许较早人学的实验性教育计划,使沃森有机会从各个方面完整地攻读生物科学课程.在大学期间,沃森在遗传学方面虽然很少有正规的训练,但自从阅读了薛定愕的《生命是什么?--活细胞的物理面貌》一书,促使他去"发现基因的秘密".他善于集思广益,博取众长,善于用他人的思想来充实自己.只要有便利的条件,不必强迫自己学习整个新领域,也能得到所需要的知识.沃森22岁取得博士学位,然后被送往欧洲攻读博士后研究员.为了完全搞清楚一个病毒基因的化学结构,他到丹麦哥本哈根实验室学习化学.有一次他与导师一起到意大利那不勒斯参加一次生物大分子会议,有机会听英国物理生物学家威尔金斯(1916--)的演讲,看到了威尔金斯的DNAX射线衍射照片.从此,寻找解开DNA结构的钥匙的念头在沃森的头脑中索回.什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?于是他又到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习,在此期间沃森认识了克里克.克里克(1916)上中学时对科学充满热情,1937年毕业于伦敦大学.1946年,他阅读了《生命是什么?--活细胞的物理面貌卜书,决心把物理学知识用于生物学的研究,从此对生物学产生了兴趣.1947年他重新开始了研究生的学习,1949年他同佩鲁兹一起使用X射线技术研究蛋白质分子结构,于是在此与沃森相遇了.当时克里克比沃森大12岁,还没有取得博士学位.但他们谈得很投机,沃森感到在这里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人,真是三生有幸.同时沃森感到在他所接触的人当中,克里克是最聪明的一个.他们每天交谈至少几个小时,讨论学术问题.两个人互相补充,互相批评以及相互激发出对方的灵感.他们认为解决DNA分子结构是打开遗传之谜的关键.只有借助于精确的X射线衍射资料,才能更快地弄清DNA的结构.为了搞到DNAX射线衍射资料,克里克请威尔金斯到剑桥来度周末.在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点,还谈到他的合作者富兰克林(1920--1958,女)以及实验室的科学家们,也在苦苦思索着DNA结构模型的问题.从1951年11月至1953年4月的18个月中,沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往.1951年11月,沃森听了富兰克林关于DNA结构的较详细的报告后,深受启发,具有一定晶体结构分析知识的沃森和克里克认识到,要想很快建立DNA结构模型,只能利用别人的分析数据.他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA结构的设想.1951年底,他们请威尔金斯和富兰克林来讨论这个模型时,富兰克林指出他们把DNA的含水量少算了一半,于是第一次设立的模型宣告失败.有一天,沃森又到国王学院威尔金斯实验室,威尔金斯拿出一张富兰克林最近拍制的"B型"DNA的X射线衍射的照片.沃森一看照片,立刻兴奋起来、心跳也加快了,因为这种图像比以前得到的"A型"简单得多,只要稍稍看一下"B型"的X射线衍射照片,再经简单计算,就能确定DNA分子内多核苷酸链的数目了.克里克请数学家帮助计算,结果表明源吟有吸引嘧啶的趋势.他们根据这一结果和从查加夫处得到的核酸的两个嘌吟和两个嘧啶两两相等的结果,形成了碱基配对的概念.他们苦苦地思索4种碱基的排列顺序,一次又一次地在纸上画碱基结构式,摆弄模型,一次次地提出假设,又一次次地推翻自己的假设.有一次,沃森又在按着自己的设想摆弄模型,他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性.突然,他发现由两个氢键连接的腺膘吟一胸腺嘧啶对竟然和由3个氢键连接的鸟嘌岭一胞嘧啶对有着相同的形状,于是精神为之大振.因为嘌吟的数目为什么和嘧啶数目完全相同这个谜就要被解开了.查加夫规律也就一下子成了DNA双螺旋结构的必然结果.因此,一条链如何作为模板合成另一条互补碱基顺序的链也就不难想象了.那么,两条链的骨架一定是方向相反的.经过沃森和克里克紧张连续的工作,很快就完成了DNA金属模型的组装.从这模型中看到,DNA由两条核苷酸链组成,它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起,很像一座螺旋形的楼梯,两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架,而踏板就是碱基对.由于缺乏准确的X射线资料,他们还不敢断定模型是完全正确的.下一步的科学方法就是把根据这个模型预测出的衍射图与X射线的实验数据作一番认真的比较.他们又一次打电话请来了威尔金斯.不到两天工夫,威尔金斯和富兰克林就用X射线数据分析证实了双螺旋结构模型是正确的,并写了两篇实验报告同时发表在英国《自然》杂志上.1962年,沃森、克里克和威尔金斯获得了诺贝尔医学和生理学奖,而富兰克林因患癌症于1958年病逝而未被授予该奖.DNA双螺旋结构被发现后,极大地震动了学术界,启发了人们的思想.从此,人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究.首先是围绕着4种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究.1967年,遗传密码全部被破解,基因从而在DNA分子水平上得到新的概念.它表明:基因实际上就是DNA大分子中的一个片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位.在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密码顺序排列的.一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质.蛋白质是组成生物体的重要成分,生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的.因此,基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的.在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等,这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类.现代生物学的发展,愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势.本文摘自《创造发明1000例》广西师范大学出版社2001年7月版
DNA 的发现史
您是要完整版本的吗?——那我就复制下好了。 自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后,人们又提出了一个问题:遗传因子是不是一种物质实体?为了解决基因是什么的问题,人们开始了对核酸和蛋白质的研究。 早在1868年,人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里,有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔(1844--1895),他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣,因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康,与病菌""作战"而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的"遗体"。于是他细心地把绷带上的脓血收集起来,并用胃蛋白酶进行分解,结果发现细胞遗体的大部分被分解了,但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析,发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验,证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为 "核素",后来人们发现它呈酸性,因此改叫"核酸"。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。 20世纪初,德国科赛尔(1853--1927)和他的两个学生琼斯(1865--1935)和列文(1869--1940)的研究,弄清了核酸的基本化学结构,认为它是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种(腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶),核糖有两种(核糖、脱氧核糖),因此把核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。 列文急于发表他的研究成果,错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的,从而推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成的四核苷酸,以此为基础聚合成核酸,提出了"四核苷酸假说"。这个错误的假说,对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用,也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为,虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中,但它的结构太简单,很难设想它能在遗传过程中起什么作用。 蛋白质的发现比核酸早30年,发展迅速。进入20世纪时,组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现,到1940年则全部被发现。 1902年,德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论,1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。于是,有的科学家设想,很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。如果核酸参与遗传作用,也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用。因此,那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体。 1928年,美国科学家格里菲斯(1877--1941)用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验。他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内,结果他发现老鼠很快发病死亡,同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌。这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质,使无荚菌转化为有荚菌。这种假设是否正确呢?格里菲斯又在试管中做实验,发现把死了的有荚菌与活的无荚菌同时放在试管中培养,无荚菌全部变成了有荚菌,并发现使无荚菌长出蛋白质荚的就是已死的有荚菌壳中遗留的核酸(因为在加热中,荚中的核酸并没有被破坏)。格里菲斯称该核酸为"转化因子"。 1944年,美国细菌学家艾弗里(1877--1955)从有美菌中分离得到活性的"转化因子",并对这种物质做了检验蛋白质是否存在的试验,结果为阴性,并证明"转化因子"是DNA。但这个发现没有得到广泛的承认,人们怀疑当时的技术不能除净蛋白质,残留的蛋白质起到转化的作用。 美籍德国科学家德尔布吕克(1906--1981)的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移。因为他们在电子显微镜下观察到了噬菌体的形态和进入大肠杆菌的生长过程。噬菌体是以细菌细胞为寄主的一种病毒,个体微小,只有用电子显微镜才能看到它。它像一个小蝌蚪,外部是由蛋白质组成的头膜和尾鞘,头的内部含有DNA,尾鞘上有尾丝、基片和小钩。当噬菌体侵染大肠杆菌时,先把尾部末端扎在细菌的细胞膜上,然后将它体内的DNA全部注人到细菌细胞中去,蛋白质空壳仍留在细菌细胞外面,再没有起什么作用了。进入细菌细胞后的噬菌体DNA,就利用细菌内的物质迅速合成噬菌体的DNA和蛋白质,从而复制出许多与原噬菌体大小形状一模一样的新噬菌体,直到细菌被彻底解体,这些噬菌体才离开死了的细菌,再去侵染其他的细菌。 1952年,噬菌体小组主要成员赫尔希(1908一)和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术,做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P,蛋白质外壳标记上35S。先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌,然后加以分离,结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面,只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌,并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖。这个实验证明DNA有传递遗传信息的功能,而蛋白质则是由 DNA的指令合成的。这一结果立即为学术界所接受。 几乎与此同时,奥地利生物化学家查加夫(1905--)对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果。在艾弗里工作的影响下,他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同,则DNA的结构必定十分复杂,否则难以适应生物界的多样性。因此,他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑。在1948- 1952年4年时间内,他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基,用紫外线吸收光谱做定量分析,经过多次反复实验,终于得出了不同于列文的结果。实验结果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等,其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等,鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等。说明DNA分子中的碱基A 与T、G与C是配对存在的,从而否定了"四核苷酸假说",并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。 1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果:DNA双螺旋结构的分子模型,这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生。 沃森(1928一)在中学时代是一个极其聪明的孩子,15岁时便进入芝加哥大学学习。当时,由于一个允许较早人学的实验性教育计划,使沃森有机会从各个方面完整地攻读生物科学课程。在大学期间,沃森在遗传学方面虽然很少有正规的训练,但自从阅读了薛定愕的《生命是什么?--活细胞的物理面貌》一书,促使他去"发现基因的秘密"。他善于集思广益,博取众长,善于用他人的思想来充实自己。只要有便利的条件,不必强迫自己学习整个新领域,也能得到所需要的知识。沃森22岁取得博士学位,然后被送往欧洲攻读博士后研究员。为了完全搞清楚一个病毒基因的化学结构,他到丹麦哥本哈根实验室学习化学。有一次他与导师一起到意大利那不勒斯参加一次生物大分子会议,有机会听英国物理生物学家威尔金斯(1916--)的演讲,看到了威尔金斯的DNAX射线衍射照片。从此,寻找解开DNA结构的钥匙的念头在沃森的头脑中索回。什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?于是他又到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习,在此期间沃森认识了克里克。 克里克(1916)上中学时对科学充满热情,1937年毕业于伦敦大学。1946年,他阅读了《生命是什么?-活细胞的物理面貌》一书,决心把物理学知识用于生物学的研究,从此对生物学产生了兴趣。1947年他重新开始了研究生的学习,1949年他同佩鲁兹一起使用X射线技术研究蛋白质分子结构,于是在此与沃森相遇了。当时克里克比沃森大12岁,还没有取得博士学位。但他们谈得很投机,沃森感到在这里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人,真是三生有幸。同时沃森感到在他所接触的人当中,克里克是最聪明的一个。他们每天交谈至少几个小时,讨论学术问题。两个人互相补充,互相批评以及相互激发出对方的灵感。他们认为解决DNA分子结构是打开遗传之谜的关键。只有借助于精确的X射线衍射资料,才能更快地弄清DNA的结构。为了搞到DNAX射线衍射资料,克里克请威尔金斯到剑桥来度周末。在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点,还谈到他的合作者富兰克林(1920--1958,女)以及实验室的科学家们,也在苦苦思索着DNA结构模型的问题。从1951年11月至1953年4月的18个月中,沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往。 1951年11月,沃森听了富兰克林关于DNA结构的较详细的报告后,深受启发,具有一定晶体结构分析知识的沃森和克里克认识到,要想很快建立 DNA结构模型,只能利用别人的分析数据。他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA结构的设想。1951年底,他们请威尔金斯和富兰克林来讨论这个模型时,富兰克林指出他们把DNA的含水量少算了一半,于是第一次设立的模型宣告失败。 有一天,沃森又到国王学院威尔金斯实验室,威尔金斯拿出一张富兰克林最近拍制的"B型"DNA的X射线衍射的照片。沃森一看照片,立刻兴奋起来、心跳也加快了,因为这种图像比以前得到的"A型"简单得多,只要稍稍看一下"B型"的X射线衍射照片,再经简单计算,就能确定DNA分子内多核苷酸链的数目了。 克里克请数学家帮助计算,结果表明源吟有吸引嘧啶的趋势。他们根据这一结果和从查加夫处得到的核酸的两个嘌吟和两个嘧啶两两相等的结果,形成了碱基配对的概念。 他们苦苦地思索4种碱基的排列顺序,一次又一次地在纸上画碱基结构式,摆弄模型,一次次地提出假设,又一次次地推翻自己的假设。 有一次,沃森又在按着自己的设想摆弄模型,他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性。突然,他发现由两个氢键连接的腺膘吟一胸腺嘧啶对竟然和由3个氢键连接的鸟嘌岭一胞嘧啶对有着相同的形状,于是精神为之大振。因为嘌吟的数目为什么和嘧啶数目完全相同这个谜就要被解开了。查加夫规律也就一下子成了 DNA双螺旋结构的必然结果。因此,一条链如何作为模板合成另一条互补碱基顺序的链也就不难想象了。那么,两条链的骨架一定是方向相反的。 经过沃森和克里克紧张连续的工作,很快就完成了DNA金属模型的组装。从这模型中看到,DNA由两条核苷酸链组成,它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起,很像一座螺旋形的楼梯,两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架,而踏板就是碱基对。由于缺乏准确的X射线资料,他们还不敢断定模型是完全正确的。 下一步的科学方法就是把根据这个模型预测出的衍射图与X射线的实验数据作一番认真的比较。他们又一次打电话请来了威尔金斯。不到两天工夫,威尔金斯和富兰克林就用X射线数据分析证实了双螺旋结构模型是正确的,并写了两篇实验报告同时发表在英国《自然》杂志上。1962年,沃森、克里克和威尔金斯获得了诺贝尔医学和生理学奖,而富兰克林因患癌症于1958年病逝而未被授予该奖。 20世纪30年代后期,瑞典的科学家们就证明DNA是不对称的。第二次世界大战后,用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2nm。 DNA双螺旋结构被发现后,极大地震动了学术界,启发了人们的思想。从此,人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4 种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年,遗传密码全部被破解,基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明:基因实际上就是DNA大分子中的一个片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的,而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分,生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此,基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等,这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。现代生物学的发展,愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势。
DNA链间距离
1953年以前化学家L.C.波林等用建造分子模型的方法解决了蛋白质的 α-螺旋结构问题,并试图用同样的方法解决DNA的结构。L.C.波林提出的DNA模型虽然与事实不符,但可作为J.D.沃森和F.H.C.克里克的借鉴。E.查加夫等人分析了许多不同来源 DNA的碱基组成,发现DNA中4种碱基的克分子比总是A=T、G=C,这个实验结果导致双链互补概念的建立。英国人M.威尔金斯和R.富兰克林等对 DNA的 X射线晶体衍射分析为DNA双螺旋结构提供了必要的数据。 特点 当DNA钠盐在92%相对湿度下,DNA呈B型双螺旋。其结构有以下特点:①由两条DNA链组成,其中糖和磷酸骨架绕着一个螺旋轴形成右手螺旋。双螺旋的直径为20埃,螺旋表面有两条沟,一条大沟和一条小沟。这两条沟对一些蛋白质识别碱基顺序起非常重要的作用;②碱基对之间的氢键把两条DNA链维系在一起。碱基平面与螺旋轴垂直,碱基对在螺旋内部,糖和磷酸骨架则在外部;③两条DNA链绕螺旋轴旋转一周(360°)包括10个碱基对,沿螺旋轴方向的距离为34埃,相邻碱基对之间的距离为3.4埃,旋转角度为 36°;④碱基平面之间的疏水作用在稳定双螺旋结构方面起着重要的作用,它相当甚至大于碱基对之间氢键的作用;⑤两条脱氧核糖核酸链的化学结构方向相反,即一条链是:……磷酸-5"-脱氧核糖-3"-磷酸……,另一条链是:……磷酸-3"-脱氧核糖-5"-磷酸……(图2);⑥双螺旋结构中碱基对由于几何形状的限制,只能是A与T配对,G与C配对(图3)。这两种碱基对的形状和大小都近似相同。它们的糖苷键也有相同的位置和方向。如果嘌呤与嘌呤或嘧啶与嘧啶配对,这样的碱基对在双螺旋结构中就会大于或小于观察到的螺旋直径(20埃);⑦具有二次旋转对称性。即一对碱基旋转180°并不影响双螺旋的对称性。因此,双螺旋结构只限定碱基配对的方式,并不限定碱基顺序,碱基对可以是A/T,G/C,也可以是T/A、C/G;⑧已知一条DNA链的碱基顺序和方向, 可以推断出另一条DNA链的碱基顺序和方向,也就是说两条链的碱基顺序是互补的。 双螺旋结构中,核苷酸之间3",5"-磷酸二酯键的几何构型有利于碱基之间疏水作用的形成,从而有利于稳定DNA双螺旋结构。一条DNA链与另一条核糖核酸(RNA)链之间通过碱基对(A/U,G/C)的氢键也可以形成类似于DNA双螺旋结构的 DNA-RNA杂交链。在转录过程中就出现这种DNA-RNA杂交链。 无论在原核细胞中,还是在真核细胞中,DNA都以双螺旋结构的形式存在。在一些噬菌体中,例如大肠杆菌噬菌体ΦX174和M13的DNA则是单链环状结构。这些噬菌体进入寄主细菌以后立即复制成双链环状结构。 构型 当DNA钠盐在75%相对湿度下,则呈现A型双螺旋。A型与B型的区别在于前者的碱基平面不是垂直于螺旋轴,而有 20°的倾斜度,两个相邻碱基对的距离为2.56埃,绕螺旋轴的旋转角度为32.7°,每旋转一周包括11个碱基对,螺距为28埃。 A型和B型是DNA双螺旋结构的两个基本构型。当DNA钠盐的相对湿度更低或在一些人工合成的DNA链中,还会出现一些其他构型,其中多数与A型或B型相似。有些人工合成的DNA链,如dCpGpCpGpCpGp在一定条件下会形成左手双螺旋或称Z型DNA。与B型DNA相比,Z型DNA细而长,碱基对偏离轴心靠近双螺旋的外侧,容易同外界因子相互作用。用Z型DNA抗体进行实验,发现天然DNA中也存在Z型结构。 外界因素对DNA双螺旋的构型有明显的影响,除湿度外,盐的种类和浓度也会影响DNA的构型。一般认为,DNA在水溶液中以B型结构存在,但是,与纤维状DNA的B型结构稍有区别。水溶液的状态发生变化,如加热或加入有机溶剂,对DNA的构型会产生很大的影响。 双螺旋结构模型也合理地解释了DNA的变性(见脱氧核糖核酸)。热、 酸、碱、尿素等都能破坏维系双螺旋结构的氢键和疏水作用,从而使原有一定刚性的结构变为无规则线团状,原来深埋在双螺旋内的发色基团——碱基暴露出来,因此变性DNA表现出粘度降低、沉降速度增加和紫外线吸收值增高(增色效应)等性质。
DNA为什么是双螺旋结构,对于存在于线粒体和叶绿体中的DNA是如何转录和翻译的。
奥地利生物化学家查加夫(1905--)对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果。在艾弗里工作的影响下,他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同,则DNA的结构必定十分复杂,否则难以适应生物界的多样性。因此,他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑。在1948- 1952年4年时间内,他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基,用紫外线吸收光谱做定量分析,经过多次反复实验,终于得出了不同于列文的结果。实验结果表明,在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等,其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等,鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等。说明DNA分子中的碱基A 与T、G与C是配对存在的,从而否定了"四核苷酸假说",并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。 1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果:DNA双螺旋结构的分子模型,这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生。
DNA能不能转为RNA?
分类: 理工学科 问题描述: 顺便问一个生物方面的问题:rRNA是什么? 解析: 不能 RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链,二是它的碱基组成与DNA的不同,RNA没有碱基T(胸腺嘧啶),而有碱基U(尿嘧啶)。所以导致他们有以下性质上的不同。 1.两性解离:DNA无,只有酸解离,碱基被屏蔽(在分子内部形成了H键)。RNA有,有PI。 2.粘度大:DNA;RNA,粘度由分子长度/直径决定,DNA为线状分子,RNA为线团。 3.碱的作用:DNA耐碱RNA易被碱水解。 4.显色反应: 鉴别DNA和RNA+浓HCl RNA ------→ 绿色化合物 DNA ------→ 蓝紫色化合物苔黑酚 二苯胺啡啶溴红(荧光染料)和溴嘧啶都可对DNA染色,原理是卡在分子中,DNA的离心和电泳显色可用它们。 DNA和RNA的鉴别染色 利用吖啶橙的变色特性可鉴别DNA和RNA。吖啶橙作为一种荧光染料已被用于染色固定,非固定细胞核酸,或作溶酶体的一种标记。观察死亡细胞荧光变色性变化以及区别分裂细胞和静止细胞群体。虽然测定DNA和RNA含量时较难获得好的重复性结果,但该方法已被许多实验室广泛采用。 5.溶解性:都溶于水而不溶于乙醇,因此,常用乙醇来沉淀溶液中的DNA和RNA。DNA溶于苯酚而RNA不溶,故可用苯酚来沉淀RNA。 6.紫外吸收:核酸的λm=260nm,碱基展开程度越大,紫外吸收就越厉害。当A=1时,DNA:50ug/ml,RNA和单链DNA:40ug/ml,寡核苷酸:20ug/ml。用A260/A280还可来表示核酸的纯度。 7.沉降速度:对于拓扑异构体(核苷酸数目相同的核酸),其沉降速度从达到小依次为:RNA ; 超螺旋DNA > 解链环状DNA ; 松弛环状DNA ; 线形DNA也就是在离心管中最上层是线形DNA,最下面是RNA。 8.电泳:核苷酸、核酸均可以进行电泳,泳动速度主要由分子大小来决定,因此,电泳是测定核酸分子量的好方法。 9.DNA分子量测定最直接的方法:用适当浓度的EB(溴嘧啶)染色DNA,可以将其他形式的DNA变成线形DNA,用电镜测出其长度,按B-DNA模型算出bp数,根据核苷酸的平均分子量就可计算出DNA的分子量。 聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究 的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉眼能直接观察和判断;可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研 究和检测鉴定。过去几天几星期才能做到的事情,用PCR几小时便可完成。PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。 PCR技术简史 PCR的最早设想 核酸研究已有100多年的历史,本世纪60年代末、70年代初人们致力于研究基因的体外分离技术,Korana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想:“经过DNA变性,与合适的引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。 PCR的实现 1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mullis等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应。其原理类似于DNA的体内复制,只是在试管中给 DNA的体外合成提供以致一种合适的条件---摸板DNA,寡核苷酸引物,DNA聚合酶,合适的缓冲体系,DNA变性、复性及延伸的温度与时间。 PCR的改进与完善 Mullis最初使用的DNA聚合酶是大肠杆菌DNA聚合酶I的 Klenow片段,其缺点是:①Klenow酶不耐高温,90℃会变性失活,每次循环都要重新加。②引物链延伸反应在37℃下进行,容易发生模板和引物之 间的碱基错配,其PCR产物特异性较差,合成的DNA片段不均一。此种以Klenow酶催化的PCR技术虽较传统的基因扩增具备许多突出的优点,但由于 Klenow酶不耐热,在DNA模板进行热变性时,会导致此酶钝化,每加入一次酶只能完成一个扩增反应周期,给PCR技术操作程序添了不少困难。这使得 PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视。1988年初,Keohanog改用T4 DNA聚合酶进行PCR,其扩增的DNA片段很均一,真实性也较高,只有所期望的一种DNA片段。但每循环一次,仍需加入新酶。1988年Saiki 等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌(thermus aquaticus) 中提取到一种耐热DNA聚合酶。此酶具有以下特点:①耐高温,在70℃下反应2h后其残留活性大于原来的90%,在93℃下反应2h后其残留活性是原来的 60%,在95℃下反应2h后其残留活性是原来的40%。②在热变性时不会被钝化,不必在每次扩增反应后再加新酶。③大大提高了扩增片段特异性和扩增效 率,增加了扩增长度(2.0Kb)。由于提高了扩增的特异性和效率,因而其灵敏性也大大提高。为与大肠杆菌多聚酶I Klenow片段区别,将此酶命名为Taq DNA多聚酶(Taq DNA Polymerase)。此酶的发现使PCR广泛的被应用。 PCR技术基本原理 PCR技术的基本原理 类似于DNA的 天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加 热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板DNA与引 物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;③引物的延伸:DNA模板--引物结合 物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。 PCR的反应动力学 PCR的三个反应步骤反复进行,使DNA扩增量呈指数上升。反应最终的DNA 扩增量可用Y=(1+X)n计算。Y代表DNA片段扩增后的拷贝数,X表示平(Y)均每次的扩增效率,n代表循环次数。平均扩增效率的理论值为100%, 但在实际反应中平均效率达不到理论值。反应初期,靶序列DNA片段的增加呈指数形式,随着PCR产物的逐渐积累,被扩增的DNA片段不再呈指数增加,而进 入线性增长期或静止期,即出现“停滞效应”,这种效应称平台期数、PCR扩增效率及DNA聚合酶PCR的种类和活性及非特异性产物的竟争等因素。大多数情 况下,平台期的到来是不可避免的。 PCR扩增产物 可分为长产物片段和短产物片段两部分。短产物片段的长度严格地限定在两个引物链5"端之间,是需要扩增的特定片段。短产物片段和长产物片段是由于引物所 结合的模板不一样而形成的,以一个原始模板为例,在第一个反应周期中,以两条互补的DNA为模板,引物是从3"端开始延伸,其5"端是固定的,3"端则没 有固定的止点,长短不一,这就是“长产物片段”。进入第二周期后,引物除与原始模板结合外,还要同新合成的链(即“长产物片段”)结合。引物在与新链结合 时,由于新链模板的5"端序列是固定的,这就等于这次延伸的片段3"端被固定了止点,保证了新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内、形成长短一致的 “短产物片段”。不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加,而“长产物片段”则以算术倍数增加,几乎可以忽略不计, 这使得PCR的反应产物不需要再纯化,就能保证足够纯DNA片段供分析与检测用。 PCR反应体系与反应条件 标准的PCR反应体系: 10×扩增缓冲液 10ul 4种dNTP混合物 各200umol/L 引物 各10~100pmol 模板DNA 0.1~2ug Taq DNA聚合酶 2.5u Mg2+ 1.5mmol/L 加双或三蒸水至 100ul PCR反应五要素: 参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+ 引物: 引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。 设计引物应遵循以下原则: ①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。 ②引物扩增跨度: 以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。 ③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。 ④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3"端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。 ⑤引物3"端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。 ⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。 ⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。 引物量: 每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。 酶及其浓度 目前有两种Taq DNA聚合酶供应, 一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。 dNTP的质量与浓度 dNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系,dNTP粉呈颗粒状,如保存不当易变性失去生物学活性。dNTP溶液呈酸性,使用时应配成高浓度后,以1M NaOH或1M Tris。HCL的缓冲液将其PH调节到7.0~7.5,小量分装, -20℃冰冻保存。多次冻融会使dNTP降解。在PCR反应中,dNTP应为50~200umol/L,尤其是注意4种dNTP的浓度要相等( 等摩尔配制),如其中任何一种浓度不同于其它几种时(偏高或偏低),就会引起错配。浓度过低又会降低PCR产物的产量。dNTP能与Mg2+结合,使游离的Mg2+浓度降低。 模板(靶基因)核酸 模板核酸的量与纯化程度,是PCR成败与否的关键环节之一,传统的DNA纯化方法通常采用SDS和蛋白酶K来消化处理标本。 SDS的主要功能是: 溶解细胞膜上的脂类与蛋白质,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜,并解离细胞中的 *** 白,SDS 还能与蛋白质结合而沉淀;蛋白酶K能水解消化蛋白质,特别是与DNA结合的组蛋白,再用有机溶剂酚与氯仿抽提掉蛋白质和其它细胞组份,用乙醇或异丙醇沉淀 核酸。提取的核酸即可作为模板用于PCR反应。一般临床检测标本,可采用快速简便的方法溶解细胞,裂解病原体,消化除去染色体的蛋白质使靶基因游离,直接 用于PCR扩增。RNA模板提取一般采用异硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。 Mg2+浓度 Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度为200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增,浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物减少。 PCR反应条件的选择 PCR反应条件为温度、时间和循环次数。 温度与时间的设置: 基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。在标准反应中采用三温度点法,双链DNA在90~95℃变性,再迅速冷却至40 ~60℃,引物退火并结合到靶序列上,然后快速升温至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物链沿模板延伸。对于较短靶基因(长度为100~300bp时)可采用二温度点法, 除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一,一般采用94℃变性,65℃左右退火与延伸(此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性)。 ①变性温度与时间:变性温度低,解链不完全是导致PCR失败的最主要原因。一般情况下,93℃~94℃lmin足以使模板DNA变性,若低于93℃则 需延长时间,但温度不能过高,因为高温环境对酶的活性有影响。此步若不能使靶基因模板或PCR产物完全变性,就会导致PCR失败。 ②退火(复性)温度与时间:退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至40℃~60℃,可使引物和模板发生结合。由于模板DNA 比引物复杂得多,引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。退火温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度,还有靶基序列的长 度。对于20个核苷酸,G+C含量约50%的引物,55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度: Tm值(解链温度)=4(G+C)+2(A+T) 复性温度=Tm值-(5~10℃) 在Tm值允许范围内, 选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合,提高PCR反应的特异性。复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间完全结合。 ③延伸温度与时间:Taq DNA聚合酶的生物学活性: 70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子 70℃ 60核苷酸/S/酶分子 55℃ 24核苷酸/S/酶分子 高于90℃时, DNA合成几乎不能进行。 PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够 的。3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。 循环次数 循环次数决定PCR扩增程度。PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。一般的循环次数选在30~40次之间,循环次数越多,非特异性产物的量亦随之增多。 PCR反应特点 特异性强 PCR反应的特异性决定因素为: ①引物与模板DNA特异正确的结合; ②碱基配对原则; ③Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性; ④靶基因的特异性与保守性。 其中引物与模板的正确结合是关键。引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。聚合酶合成反应的忠实性及Taq DNA聚合酶耐高温性,使反应中模板与引物的结合(复性)可以在较高的温度下进行,结合的特异性大大增加,被扩增的靶基因片段也就能保持很高的正确度。再通过选择特异性和保守性高的靶基因区,其特异性程度就更高。 灵敏度高 PCR产物的生成量是以指数方式增加的,能将皮克(pg=10-12g)量级的起始待测模板扩增到微克(ug=10-6g)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞;在病毒的检测中,PCR的灵敏度可达3个RFU(空斑形成单位);在细菌学中最小检出率为3个细菌。 简便、快速 PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶,一次性地将反应液加好后,即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应,一般在2~4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析,不一定要用同位素,无放射性污染、易推广。 对标本的纯度要求低 不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA 粗制品及总RNA均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等粗制的DNA扩增检测。 PCR扩增产物分析 PCR产物是否为特异性扩增 ,其结果是否准确可靠,必须对其进行严格的分析与鉴定,才能得出正确的结论。PCR产物的分析,可依据研究对象和目的不同而采用不同的分析方法。 凝胶电泳分析:PCR产物电泳,EB溴乙锭染色紫外仪下观察,初步判断产物的特异性。PCR产物片段的大小应与预计的一致,特别是多重PCR,应用多对引物,其产物片断都应符合预讦的大小,这是起码条件。 琼脂糖凝胶电泳: 通常应用1~2%的琼脂糖凝胶,供检测用。 聚丙烯酰胺凝胶电泳:6~10%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离效果比琼脂糖好,条带比较集中,可用于科研及检测分析。 酶切分析:根据PCR产物中限制性内切酶的位点,用相应的酶切、电泳分离后,获得符合理论的片段,此法既能进行产物的鉴定,又能对靶基因分型,还能进行变异性研究。 分子杂交:分子杂交是检测PCR产物特异性的有力证据,也是检测PCR 产物碱基突变的有效方法。 Southern印迹杂交: 在两引物之间另合成一条寡核苷酸链(内部寡核苷酸)标记后做探针,与PCR产物杂交。此法既可作特异性鉴定,又可以提高检测PCR产物的灵敏度,还可知其分子量及条带形状,主要用于科研。 斑点杂交: 将PCR产物点在硝酸纤维素膜或尼膜薄膜上,再用内部寡核苷酸探针杂交,观察有无着色斑点,主要用于PCR产物特异性鉴定及变异分析。 DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序 *** 定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
DNA和RNA的区别
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。参考资料:百度文库
DNA与RNA的区别
DNA是双螺旋结构,RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下: RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小,但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类,即信使RNA(mRNA),核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链,但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中,RNA是遗传物质,植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子,叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子,此外,真核细胞中还有两类RNA,即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后,RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外,尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成,如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物,是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类,其主要参数差别如下表。 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿(Z)形,故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。
DNA合成是什么?
DNA(为英文Deoxyribonucleic acid的缩写),又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播。原核细胞的拟核是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA. a. DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体。 b. DNA的单体称为脱氧核苷酸,每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。 c. DNA的含氮碱基又可分为四类:鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。 e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A(腺嘌呤脱氧核苷酸)=T(胸腺嘧啶脱氧核苷酸 )C(胞嘧啶脱氧核苷酸)=G(鸟嘌呤脱氧核苷酸)。 A与T之间以两个氢键相连,C与G之间以三个氢键相连。DNA是由四种更小的东西组成,这四种东西的总名字叫核苷酸,就像四个兄弟一样,它们都姓核苷酸,但名字却有所不同,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),这四种名字很难记,不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律,但后来核苷酸其实不一样,而且它们相互组合的方式也千变万化,大有奥秘。现在,人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现:人体是由细胞构成的,细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体,它主要由一些叫做脱氧核糖核酸(DNA)的物质组成。 生物的遗传物质存在于所有的细胞中,这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种,分别为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。 单个的核苷酸连成一条链,两条核苷酸链按一定的顺序排列,然后再扭成“麻花”样,就构成脱氧核糖核酸(DNA)的分子结构。在这个结构中,每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”,而一个DNA上的碱基多达几百万,所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本,里面所藏的遗传信息多得数不清,这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。 人的遗传性状由密码来传递。人大概有2.5万个基因,而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分,又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别,即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码,排列组成约2.5万个基因。DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形,有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。
内的DNA可否只含有两种碱基
不能只含有两种碱基,A=T,C=G互相配对,且只能是他们之间的配对,因为它们相连的键不一样,遵循查加夫(E.Chargaff)规则,每个碱基都有自己的功能,所以结合在一起形成的DNA链具有和遗传的信息,缺少哪个都不行,况且,任何一个碱基发生突变也会给生命有机体带来一些影响,大多是不利的影响.DNA贩子都是由4种基本的核苷酸组成的,有时候这些核苷酸会加以修饰,比如甲基化等,或者还有存在一些稀有碱基,同样是组成因素,DNA分子都含有这四种碱基,甚至会有一些稀有碱基存在,或者存在被修饰的碱基,比如5-甲基胞嘧啶等.
生物化学 环状DNA复制 这是电镜下的复制眼 哪位大神能告诉我它上面那几条线分别代表什么?
DNA是一种长链聚合物,组成单位为四种脱氧核苷酸,核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查加夫(Chargaff)法则(即碱基互补配对原则)。你看到的就是腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine)他们在DNA的两条反螺旋链直接互补配对,为了分别所以使用了不同的颜色。这些高中生物有。
dna验血胎儿性别准吗
检验孕妇血液可查胎儿性别?不可靠,更不提倡性别检查众所周知,怀孕是一个女人一生中非常重要的大事,胎儿的性别本来是随机的,并且不随人的意愿而改变。然而,很多父母或家里的长辈非常在意孕妇肚子里孩子的性别,而我国老一辈人中重男轻女的思想也仍然存在。因此,很多人会想尽办法要在胎儿还可以打掉之时,检查孩子的性别,如果不如父母或老人的心愿就立刻打掉。那么,胎儿的性别可以通过孕妇验血而判别吗?以色列的科学家曾发现,检验孕妇血液内一种激素的水平,可以在妇女怀孕仅十六天后就可以预知胎儿的性别是男是女。但这种办法并不可靠,即便借助超声波检查,可以提高检查的可靠性,但结果仍然有可能出错。根据我国法律的规定,医院及医护人员不得告知孕妇腹中胎儿的性别,就是为了减少因性别不符合家人心愿就打胎的情况。医院也不得设置检查胎儿性别的检测项目,但我国的香港并没有相关规定,香港的妇产医院也有专门检查胎儿DNA的项目。因此,可以通过简单的通过抽取孕妇胳膊的静脉血液,并从母亲血液中分离出胎儿的DNA,从而获得胎儿DNA情况。现在香港DNA基因工程发展得已经十分成熟,香港地区一直是中西交汇,医学水准也和国际接轨。一般来说,怀孕满7周以上,只需抽取孕妇手臂上的静脉血化验其中的染色体,就能让心急的父母提早知道胎儿情况。DNA系统检测在孕早期能达到百分之九十九以上的准确率,是目前国际医学结公认最早,最准确,最安全的鉴定方法,不会对孕妇及胎儿产生影响。如果孕妈妈真的十分想知道胎儿的情况和性别,以便提前为孩子的培养和教育做准备。一般可以选择到香港的权威医院做检查,但需要提前在网上或电话预约,没有预约是不能当天安排检查的。检查后的结果一般隔天或两三天内就可以拿到,孕妈妈也可以选择邮寄或在网上查看的方式得到结果,可以说是非常人性化,并且十分照顾孕妇的身体情况了。如果只是单纯的想知道胎儿性别,其实并不需要刻意的了解。一是因为国家的确明令禁止医院不得透露胎儿性别,二是因为不论是男孩还是女孩,都是母亲身上的肉。孕育生命本身是一件非常神圣又充满爱的事情,不要让简单的性别来界定胎儿是否要得到父母的爱。
生物体内的DNA可否只含有两种碱基
不能只含有两种碱基,A=T,C=G互相配对,且只能是他们之间的配对,因为它们相连的键不一样,遵循查加夫(E.Chargaff)规则,每个碱基都有自己的功能,所以结合在一起形成的DNA链具有和遗传的信息,缺少哪个都不行,况且,任何一个碱基发生突变也会给生命有机体带来一些影响,大多是不利的影响.DNA贩子都是由4种基本的核苷酸组成的,有时候这些核苷酸会加以修饰,比如甲基化等,或者还有存在一些稀有碱基,同样是组成因素,DNA分子都含有这四种碱基,甚至会有一些稀有碱基存在,或者存在被修饰的碱基,比如5-甲基胞嘧啶等.
什么时间是谁发现了遗传物质DNA的双螺旋结构
1953年4月25日,克里克和沃森在英国杂志《自然》上公开了他们的DNA模型.经过在剑桥大学的深入学习后,两人将DNA的结构描述为双螺旋,在双螺旋的两部分之间,由四种化学物质 DNA双螺旋组成的碱基对扁平环连结着.他们谦逊地暗示说,遗传物质可能就是通过它来复制的.这一设想的意味是令人震惊的:DNA恰恰就是传承生命的遗传模板. 1953年沃森和克里克提出著名的DNA双螺旋结构模型,他们构造出一个右手性的双螺旋结构.当碱基排列呈现这种结构时分子能量处于最低状态.沃森后来撰写的《双螺旋:发现DNA结构的故事》(科学出版社1984年出版过中译本)中,有多张DNA结构图,全部是右手性的.这种双螺旋展示的是DNA分子的二级结构.
DNA是谁在哪一年发现的
DNA是1953年发现的
被称为“DNA之父”的是哪位科学家?
被称为“DNA之父”的是哪位科学家? A.桑格(Frederick Sanger)B.沃森(James Waston)C.摩尔根(Thomas H. Morgen)D.克里克(Francis Crick)E.查加夫(Erwin Chargaff)正确答案:沃森(James Waston)
简述DNA复制类型
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
DNA双向复制
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。1、半保留复制半保留复制(semiconservative replication)是指子代DNA分子中,一条链来自亲代,另一条链为新合成的链。2、双向复制原核生物单起点双向复制真核生物多起点双向复制3、半不连续复制半不连续复制是指DNA复制时,前导链上DNA的合成是连续的,后随链上是不连续的,故称为半不连续复制,由1968年冈崎提出DNA不连续复制模型。扩展资料:DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。DNA复制不能沿滞后链进行,也就是说,从头到尾的DNA链,直到已经复制了足够长度的DNA分子,否则DNA复制不会继续沿着模本链进行复制,DNA复制于是从新合成复制叉处分开。在复制过程中必须暂停并等待更多的亲本DNA链片段,而此时整个长度只是沿着开始到结束方向前进了一小段距离。DNA复制为边解旋边复制,原核生物一般是单个复制起点,真核生物多个复制起点。参考资料:百度百科-DNA复制
dna复制特点
dna复制的基本特点有:1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication)。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M。 Meselson 和 F。 Stahl 所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):DNA聚合酶必须以一段具有3"端自由羟基(3"-OH)的RNA作为引物,才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小,在原核生物中通常为50~100个核苷酸,而在真核生物中约为10个核苷酸。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。5、半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand)。DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸。扩展资料DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。这样,复制结束后,一个DNA分子,通过细胞分裂分配到两个子细胞中去。参考资料:百度百科-DNA复制
DNA是怎么复制的?
所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致。能够“自我复制是遗传物质的重要特征之一。染色体能够复制,基因能够复制,归根到底是DNA能够复制。DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个DNA分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的DNA分子。复制完毕时,原来的一个DNA分子,即成为两个DNA分子。因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。应该指出,研究工作表明,在复制过程中,DNA的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在DNA聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要RNA作为引物,待DNA复制合成后,由核酸酶切掉引物,经DNA聚合酶的修补和连结酶的“焊接把它们连结成完整的DNA链。1.DNA的解旋亲代DNA分子,利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,氢键断裂,部分双螺旋链解旋为两条平行双链。2.RNA引物的生成以单股DNA为模板,在引物酶作用下,合成小段(由几十个核苷酸组成)RNA引物。3.DNA的生成以单股DNA为模板,在DNA聚合酶作用下,在RNA引物末端合成DNA。4.切掉引物生成冈崎片段在核酸酶作用下切掉引物。在DNA聚合酶作用下,将引物部位换上DNA,此时的DNA片段(由1000~2000个核苷酸组成)称为冈崎片段(1968年日本科学家冈崎等人首先提出的)。5.DNA片段的连结在连结酶作用下,将冈崎片段连接起来,形成一条完整的新的DNA链,新链与旧链构成DNA双链。关于DNA分子的复制功能,现已在人工合成DNA分子的实验中获得完全的证实。1956年,美国生物化学家科恩伯格(A.Kornberg,1918—)以天然的大肠杆菌噬菌体Ф×174的DNA为引子(即按照它的分子结构),用4种核苷酸作为原料,加入适当的能源ATP,在大肠杆菌DNA聚合酶的作用下,已经能在试管中成功地把游离的核苷酸合成为Ф×174的DNA。这个半人工合成的DNA具有生物活性,用它来侵染大肠杆菌,能够在寄主体内繁殖。DNA分子能够人工复制是有重大的生物学意义的。但是,必须指出,DNA分子的人工复制不能脱离细胞内的其他物质和条件,如需要原料(4种核苷酸)、能量(ATP)、酶的作用等等。因此,它必然要受整个生活细胞的制约。严格地说,那种认为DNA能够脱离其他物质和条件进行“自我复制的看法是不确切的。
DNA分子的复制过程是怎样的
所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致。能够“自我复制是遗传物质的重要特征之一。染色体能够复制,基因能够复制,归根到底是DNA能够复制。 DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个DNA分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的DNA分子。复制完毕时,原来的一个DNA分子,即成为两个DNA分子。因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。应该指出,研究工作表明,在复制过程中,DNA的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在DNA聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要RNA作为引物,待DNA复制合成后,由核酸酶切掉引物,经DNA聚合酶的修补和连结酶的“焊接把它们连结成完整的DNA链。
dna复制的方式
dna复制的方式如下:半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明.2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个.3.需要引物(primer):DNA聚合酶必须以一段具有3"端自由羟基(3"-OH)的RNA作为引物,才能开始聚合子代DNA链.RNA引物的大小,在原核生物中通常为50~100个核苷酸,而在真核生物中约为10个核苷酸.4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制.5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的.以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand).而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand).DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment).冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸.
关于DNA复制的条件!
有4个基本条件 分别是模板:亲代DNA解旋后2条母链 原料:游离的四种脱氧核苷酸 酶:解旋酶和DNA聚合酶 能量:ATP
DNA复制的过程是怎样的?
复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。1.DNA双螺旋的解旋DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这是一种有多种蛋白质及酶参与的复杂过程。①DNA解链酶②单链DNA结合蛋白③DNA拓扑异构酶2.DNA复制的引发所有DNA的复制都是从一个固定起始点开始的。3.复制的延伸在复制的延伸过程中,前导链和后随链的合成同时进行。前导链持续合成,由全酶异二聚体中的一个亚单位和前导链模板结合,在引物RNA合成的基础上,连续合成新的DNA,其合成方向与复制叉一致。后随链的合成分段进行,形成中间产物冈崎片段,再通过共价连接成一条连续完整的新DNA链。分为4个步骤:4.复制的终止5.DNA聚合酶
DNA分子的复制的意义
什么呀?所谓复制就是新合成的dna分子与原来的dna分子结构一致。能够“自我复制是遗传物质的重要特征之一。染色体能够复制,基因能够复制,归根到底是dna能够复制。dna分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个dna分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的dna分子。复制完毕时,原来的一个dna分子,即成为两个dna分子。因为新合成的每条dna分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。应该指出,研究工作表明,在复制过程中,dna的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在dna聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要rna作为引物,待dna复制合成后,由核酸酶切掉引物,经dna聚合酶的修补和连结酶的“焊接把它们连结成完整的dna链。1.dna的解旋亲代dna分子,利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,氢键断裂,部分双螺旋链解旋为两条平行双链。2.rna引物的生成以单股dna为模板,在引物酶作用下,合成小段(由几十个核苷酸组成)rna引物。3.dna的生成以单股dna为模板,在dna聚合酶作用下,在rna引物末端合成dna。4.切掉引物生成冈崎片段在核酸酶作用下切掉引物。在dna聚合酶作用下,将引物部位换上dna,此时的dna片段(由1000~2000个核苷酸组成)称为冈崎片段(1968年日本科学家冈崎等人首先提出的)。5.dna片段的连结在连结酶作用下,将冈崎片段连接起来,形成一条完整的新的dna链,新链与旧链构成dna双链。关于dna分子的复制功能,现已在人工合成dna分子的实验中获得完全的证实。1956年,美国生物化学家科恩伯格(a.kornberg,1918—)以天然的大肠杆菌噬菌体ф×174的dna为引子(即按照它的分子结构),用4种核苷酸作为原料,加入适当的能源atp,在大肠杆菌dna聚合酶的作用下,已经能在试管中成功地把游离的核苷酸合成为ф×174的dna。这个半人工合成的dna具有生物活性,用它来侵染大肠杆菌,能够在寄主体内繁殖。dna分子能够人工复制是有重大的生物学意义的。但是,必须指出,dna分子的人工复制不能脱离细胞内的其他物质和条件,如需要原料(4种核苷酸)、能量(atp)、酶的作用等等。因此,它必然要受整个生活细胞的制约。严格地说,那种认为dna能够脱离其他物质和条件进行“自我复制的看法是不确切的。
DNA复制的原理是什么?
1.半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明. 2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个. 3.需要引物(primer):DNA聚合酶必须以一段具有3"端自由羟基(3"-OH)的RNA作为引物,才能开始聚合子代DNA链.RNA引物的大小,在原核生物中通常为50~100个核苷酸,而在真核生物中约为10个核苷酸. 4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制. 5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的.以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand).而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand).DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment).冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸.
DNA可以复制吗?
DNA分子的复制即被人们称为半保留复制假说:每个DNA分子双螺旋,先分成两个单螺旋,每个单螺旋再利用细胞中现成的嘌呤、嘧啶及酶重建失去的那一半。单链上腺嘌呤处接上胸腺嘧啶,单链上的胞嘧啶处就将配上一个鸟嘌呤。DNA的一个单螺旋在形成一个完整分子中起主导作用,新形成的DNA分子中,有一半是原有分子保留下来的。20世纪60年代,日本的冈崎指出,DNA复制时,先是双螺旋拆成二个单螺旋,每个单螺旋都作为“模板”,在DNA复制酶(也叫聚合酶)的参与下,先分头形成一个一个片段(称冈崎片段),然后由DNA的连接酶把许多冈崎片段连接成一个长链。
什么是DNA的复制,如何复制?
①解旋:复制刚开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋.②复制:以解开的每一段母链为模板,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸(分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸4种)为原料,按照碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链.③复旋:随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子.这就是DNA分子的复制过程.复制结束后,一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子.新复制出的两个子代DNA分子,通过细胞分裂分配到子细胞中去.
DNA复制特点有哪些?
DNA复制分子机制的基本特点是:x0dx0a x0dx0a1. 复制是半保留的;x0dx0a x0dx0a2. 复制起始于细菌或病毒的特定部位,真核生物有多个起始点;x0dx0a x0dx0a3. 复制可以朝一个方向,也可以向两个方向进行,后者更为常见;x0dx0a x0dx0a4. 复制时,DNA的两条链都从5"端向3"端延伸;x0dx0a x0dx0a5. 复制是半不连续的,前导链是连续合成的,后随链是不连续合成的,即先合成短的冈崎片段,再连接起来构成后随链;x0dx0a x0dx0a6. 冈崎片段的合成起始于一小段RNA引物,这一小段RNA以后被酶切除,缺口由脱氧核苷酸补满后再与新生DNA链连接在一起;x0dx0a x0dx0a7. 复制有多种机制,即使在同一个细胞里,也可因环境-酶的丰富程度、温度、营养条件等的不同而具有不同的起始机制和链延长的方式。
DNA分子的复制的意义
什么呀?所谓复制就是新合成的dna分子与原来的dna分子结构一致。能够“自我复制是遗传物质的重要特征之一。染色体能够复制,基因能够复制,归根到底是dna能够复制。dna分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个dna分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的dna分子。复制完毕时,原来的一个dna分子,即成为两个dna分子。因为新合成的每条dna分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。应该指出,研究工作表明,在复制过程中,dna的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在dna聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要rna作为引物,待dna复制合成后,由核酸酶切掉引物,经dna聚合酶的修补和连结酶的“焊接把它们连结成完整的dna链。1.dna的解旋亲代dna分子,利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,氢键断裂,部分双螺旋链解旋为两条平行双链。2.rna引物的生成以单股dna为模板,在引物酶作用下,合成小段(由几十个核苷酸组成)rna引物。3.dna的生成以单股dna为模板,在dna聚合酶作用下,在rna引物末端合成dna。4.切掉引物生成冈崎片段在核酸酶作用下切掉引物。在dna聚合酶作用下,将引物部位换上dna,此时的dna片段(由1000~2000个核苷酸组成)称为冈崎片段(1968年日本科学家冈崎等人首先提出的)。5.dna片段的连结在连结酶作用下,将冈崎片段连接起来,形成一条完整的新的dna链,新链与旧链构成dna双链。关于dna分子的复制功能,现已在人工合成dna分子的实验中获得完全的证实。1956年,美国生物化学家科恩伯格(a.kornberg,1918—)以天然的大肠杆菌噬菌体ф×174的dna为引子(即按照它的分子结构),用4种核苷酸作为原料,加入适当的能源atp,在大肠杆菌dna聚合酶的作用下,已经能在试管中成功地把游离的核苷酸合成为ф×174的dna。这个半人工合成的dna具有生物活性,用它来侵染大肠杆菌,能够在寄主体内繁殖。dna分子能够人工复制是有重大的生物学意义的。但是,必须指出,dna分子的人工复制不能脱离细胞内的其他物质和条件,如需要原料(4种核苷酸)、能量(atp)、酶的作用等等。因此,它必然要受整个生活细胞的制约。严格地说,那种认为dna能够脱离其他物质和条件进行“自我复制的看法是不确切的。
DNA是怎样复制的
1.半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明. 2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个. 3.需要引物(primer):DNA聚合酶必须以一段具有3"端自由羟基(3"-OH)的RNA作为引物,才能开始聚合子代DNA链.RNA引物的大小,在原核生物中通常为50~100个核苷酸,而在真核生物中约为10个核苷酸. 4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制. 5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的.以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand).而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand).DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment).冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸.
DNA复制的过程和方向是什么
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。接下来分享DNA复制的过程和方向。 DNA复制的过程 1.引发:DNA复制始于基因组中的特定位置(复制起点),即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白识别“富含AT”的序列,因为AT碱基对具有两个氢键,因此更易于DNA双链的分离。一旦复制起点被识别,启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物,从而解开双链DNA,形成复制叉。 2.延伸:多种DNA聚合酶在DNA复制过程中扮演不同的角色。它在复制分支上组装成复制复合体,具有极高的持续性,在整个复制周期中保持完整。 3.终止:DNA复制的终止发生在特定的基因位点,即复制终止位点。该位点的终止位点序列被与该序列结合的阻止DNA复制的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉前进,复制终止。细菌物的DNA复制末端位点结合蛋白又称Ter蛋白。 DNA复制的方向 DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。 DNA复制往往是从复制起点开始同时向两个相反方向进行,即双向复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。 DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期S期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链,每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。
dna复制的特点是
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):DNA聚合酶必须以一段具有3"端自由羟基(3"-OH)的RNA作为引物,才能开始聚合子代DNA链.RNA引物的大小,在原核生物中通常为50~100个核苷酸,而在真核生物中约为10个核苷酸。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
参与dna复制的主要物质有哪些
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现DNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ,都是多功能酶,既有5"→3"聚合酶活性,又有3"→5"外切酶活性,DNA聚合酶Ⅰ还有5"→3"外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。 (2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。 (3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5"-磷酸基和3"-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。 (4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。 (5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。 (6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。 (7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。
DNA以前的复制方式被证明是错的,那么真正的复制方式是什么
1.DNA分子的复制方式是半保留复制。沃森-克里克根据DNA的双螺旋模型提出的DNA复制方式。即DNA复制时亲代DNA的两条链解开,每条链作为新链的模板,从而形成两个子代DNA分子,每一个子代DNA分子包含一条亲代链和一条新合成的链。2.半保留复制主要为线性DNA双链的复制和环状DNA双链的复制!DNA聚合酶具有核酸剪切酶的特性,当发生错误时,聚合酶就返回切除错误的碱基然后继续合成,从而保证了DNA复制的准确性!