脱氧核糖核酸概述脱氧核糖核酸（英语：Deoxyribonucleic acid，缩写为DNA）又称去氧核糖核酸，是一种分子，可组成遗传指令，以引导生物发育与生命机能运作。

主要功能是长期性的资讯储存，可比喻为“蓝图”或“食谱”。

其中包含的指令，是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与RNA 所需。

带有遗传讯息的DNA片段称为基因，其他的DNA序列，有些直接以自身构造发挥作用，有些则参与调控遗传讯息的表现。

DNA是一种长链聚合物，组成单位称为核苷酸，而糖类与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架。

每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接，这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，是蛋白质氨基酸序列合成的依据。

读取密码的过程称为转录，是根据DNA序列复制出一段称为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能组织成染色体结构，整组染色体则统称为基因组。

染色体在细胞分裂之前会先行复制，此过程称为DNA复制。

对真核生物，如动物、植物及真菌而言，染色体是存放于细胞核内；对于原核生物而言，如细菌，则是存放在细胞质中的类核里。

染色体上的染色质蛋白，如组织蛋白，能够将DNA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。

[编辑本段]历史佛朗西斯·克里克所绘最早的DNA双螺旋草图最早分离出DNA的弗雷德里希·米歇尔是一名瑞士医生，他在1869年，从废弃绷带里所残留的脓液中，发现一些只有显微镜可观察的物质。

由于这些物质位于细胞核中，因此米歇尔称之为“核素”（nuclein）。

到了1919年，菲巴斯·利文进一步辨识出组成DNA的碱基、糖类以及磷酸核苷酸单元[3]，他认为DNA可能是许多核苷酸经由磷酸基团的联结，而串联在一起。

不过他所提出概念中，DNA长链较短，且其中的碱基是以固定顺序重复排列。

1937年，威廉·阿斯特伯里完成了第一张X光绕射图，阐明了DNA结构的规律性。

1928年，弗雷德里克·格里菲斯从格里菲斯实验中发现，平滑型的肺炎球菌，能转变成为粗糙型的同种细菌，方法是将已死的平滑型与粗糙型活体混合在一起。

这种现象称为“转型”。

但造成此现象的因子，也就是DNA，是直到1943年，才由奥斯瓦尔德·埃弗里等人所辨识出来。

1953年，阿弗雷德·赫希与玛莎·蔡斯确认了DNA的遗传功能，他们在赫希-蔡斯实验中发现，DNA是T2噬菌体的遗传物质。

剑桥大学里一面纪念克里克与DNA结构的彩绘窗。

到了1953年，当时在卡文迪许实验室的詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克，依据伦敦国王学院的罗莎琳·富兰克林所拍摄的X光绕射图及相关资料，提出了最早的DNA结构精确模型，并发表于《自然》期刊。

五篇关于此模型的实验证据论文，也同时以同一主题发表于《自然》。

其中包括富兰克林与雷蒙·葛斯林的论文，此文所附带的X光绕射图，是沃森与克里克阐明DNA结构的关键证据。

此外莫里斯·威尔金斯团队也是同期论文的发表者之一。

富兰克林与葛斯林随后又提出了A型与B型DNA 双螺旋结构之间的差异。

1962年，沃森、克里克以及威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

克里克在1957年的一场演说中，提出了分子生物学的中心法则，预测了DNA、RNA以及蛋白质之间的关系，并阐述了“转接子假说”（即后来的tRNA）。

1958年，马修·梅瑟生与富兰克林·史达在梅瑟生-史达实验中，确认了DNA的复制机制[16]。

后来克里克团队的研究显示，遗传密码是由三个碱基以不重复的方式所组成，称为密码子。

这些密码子所构成的遗传密码，最后是由哈尔·葛宾·科拉纳、罗伯特·W·霍利以及马歇尔·沃伦·尼伦伯格解出[17]。

为了测出所有人类的DNA序列，人类基因组计划于1990年代展开。

到了2001年，多国合作的国际团队与私人企业塞雷拉基因组公司，分别将人类基因组序列草图发表于《自然》与《科学》两份期刊。

[编辑本段]分子结构DNA的结构目前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。

1. DNA的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。

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（t hymine，缩写为T），胞嘧啶（cytosine，缩写为C）和鸟嘌呤（guanine，缩写为G）。

D NA的四种含氮碱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。

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 查哥夫（Chargaff）法则。

2. DNA的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。

3. DNA的三级结构是指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。

4. 核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体），这客看作是核算的四级水平的结构。

5. 此外，DNA的拓扑结构也是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，塔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。

在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组成的，两条链依靠氢键结合在一起。

由于氢键键数的限制，DNA的碱基排列配对方式只能是A对T或C对G。

因此，一条链的碱基序列就可以决定了另一条的碱基序列，因为每一条链的碱基对和另一条链的碱基对都必须是互补的。

在DNA复制时也是采用这种互补配对的原则进行的：当DNA双螺旋被展开时，每一条链都用作一个模板，通过互补的原则补齐另外的一条链，即半保留复制。

分子链的开头部分称为3'端而结尾部分称为5'端，这些数字表示脱氧核糖中的碳原子编号。

[编辑本段]理化性质DNA是大分子高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度。

DNA对紫外线有吸收作用，当核酸变性时，吸光值升高；当变性核酸可复性时，吸光值又会恢复到原来水平。

温度、有机溶剂、酸碱度、尿素、酰胺等试剂都可以引起DNA分子变性，即使得DN A双键间的氢键断裂，双螺旋结构解开。

[编辑本段]DNA及其结构的发现早在19世纪，人们就发现了核苷酸的化学成分。

1944年，奥斯瓦德·西奥多·艾弗里通过肺炎链球菌转化实验证明了DNA携带有遗传信息，并认为DNA可能就是遗传物质。

詹姆斯·沃森和佛朗西斯·克里克《脱氧核糖核酸的结构》的论文。

1957年进一步的研究揭示了DNA制造蛋白质的原理。

分子生物学诞生。

1962年，沃森、威尔金斯、克里克赢得诺贝尔生物学或医学奖。

1988年，沃森被任命为人类基因组计划（HGP）的负责人。

【DNA特点】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. 核酸的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Ade nine)、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，但再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=T C=G 加卡夫法则。

【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。

【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、M1 3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。