沃森和克里克DNA模型

  • DNA代表脱氧核糖核酸,它是一种分子,包含生物体发育、生存和繁殖所需的指令。
  • 它是核酸的一种,是已知的四种大分子之一,是所有生命形式所必需的。
沃森和克里克DNA模型
创建BioRender.com

DNA模型

  • 1953年,詹姆斯·d·沃森(James D. Watson)和弗朗西斯·h·c·克里克(Francis H. C. Crick)首次提出了DNA的三维结构,包括两条长长的螺旋线,它们绕着一个共同的轴形成双螺旋。
  • 每个DNA分子由两条相互缠绕的生物聚合物链组成。
  • 每条链都有一个5 '端(带一个磷酸基)和一个3 '端(带一个羟基)。
  • 这些链是反平行的,这意味着一条链沿5 '到3 '方向运行,而另一条链则沿3 '到5 '方向运行。
  • 双螺旋直径为2nm,每隔3.4nm重复一次,对应10个碱基对。
  • 两条链由氢键连接在一起,相互补充。
  • 这两条DNA链被称为多核苷酸,因为它们是由称为核苷酸的更简单的单体单元组成的。基本上,DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的。
  • 脱氧核糖核苷酸由3 ' - 5 '磷酸二酯键连接在一起。
  • 组成脱氧核糖核酸的含氮碱基包括腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤。
  • DNA的结构是双螺旋结构,因为它看起来像一个扭曲的梯子。
  • 梯子的两侧由糖(脱氧核糖)和磷酸盐分子交替组成,而梯子的台阶则由一对氮基组成。
  • 由于DNA的双螺旋特性,分子有两个不对称的凹槽。一个凹槽比另一个小。
  • 这种不对称是磷酸、糖和碱基之间键的几何结构造成的,这种结构迫使碱基以120度而不是180度的角度相连。
  • 较大的凹槽称为主凹槽,发生在脊椎骨相距很远的时候;而较小的凹槽称为小凹槽,当它们靠近时就会发生。
  • 由于主要和次要的沟槽暴露了碱基的边缘,这些沟槽可以用来告诉一个特定的DNA分子的碱基序列。
  • 这种识别的可能性是至关重要的,因为蛋白质必须能够识别特定的DNA序列,并在其上结合,以实现身体和细胞的适当功能。

DNA双螺旋结构的组成

氮碱基或核苷酸

n碱基或核苷酸
创建BioRender.com
  • DNA链是由核苷酸单体组成的。
  • 这些单体通常被称为碱,因为它们含有环状有机碱。
  • 四种不同的核苷酸,缩写为A、T、C和G,(腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤)连接在一起形成一条DNA链,碱基部分从链的主干向内突出。
  • 两股通过碱基结合在一起并扭曲形成双螺旋。
  • 氮碱基有特定的配对模式。这种配对模式的出现是因为腺嘌呤的数量与胸腺嘧啶的数量相等;鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。它们是由氢键连接在一起的。
  • 因此,每个DNA双螺旋结构都很简单:只要一条链上有a,另一条链上就有T,每个C对应一个G。
  • 互补链是由含氮碱基的性质决定的。碱基腺嘌呤总是通过两个氢键与对端的胸腺嘧啶(A-T)相互作用,胞嘧啶总是通过对端的三个氢键与鸟嘌呤(C-G)相互作用。
  • 螺旋的形状是稳定的氢键和疏水相互作用之间的碱。

脱氧核糖

脱氧核糖

  • 脱氧核糖又称d -脱氧核糖和2-脱氧核糖,是一种戊糖(含有五个碳原子的单糖),是核酸脱氧核糖核酸(DNA)的关键成分。
  • 它是从戊糖核糖中衍生出来的。脱氧核糖的化学式是C5H10O4
  • 脱氧核糖是DNA的糖成分,就像核糖在RNA(核糖核酸)中扮演的角色一样。
  • 与磷酸碱基交替,脱氧核糖形成DNA的主干,结合氮碱基腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤和胞嘧啶。
  • 脱氧核糖是代表所有活细胞遗传信息的DNA的组成部分,它对生命至关重要。这种普遍存在的糖反映了所有生物的共性。

磷酸基(磷酸骨干)

磷酸
创建BioRender.com
  • 糖-磷酸基构成了包括DNA在内的核酸的结构框架。
  • 这个主链由糖和磷酸基团交替组成,决定了分子的方向性。
  • DNA是由核苷酸组成的,这些核苷酸通过一个核苷酸的糖基和相邻核苷酸的磷酸基之间的化学键(称为酯键)在一条链上相互连接。
  • 糖是3 '端,磷酸是每个核苷酸的5 '端。
  • 一个核苷酸上糖的5 '碳上的磷酸基与下一个核苷酸上3 '碳上的自由羟基形成酯键。
  • 这些键被称为磷酸二酯键,当分子合成时,糖-磷酸骨架被描述为沿着5 '到3 '方向延伸或生长。
  • 在双链DNA中,分子双螺旋形状是由两条线性糖-磷酸骨干形成的,它们彼此相对,并以螺旋形状缠绕在一起。
  • 糖-磷酸骨架带负电荷且亲水,这使得DNA骨架与水形成化学键。

参考文献

  1. 艾伯茨,B.,约翰逊,A.,刘易斯,J., Raff, M.,罗伯茨,K., &沃尔特,P.(2002)。细胞的分子生物学。纽约:Garland Science。
  2. http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Deoxyribose
  3. https://www.nature.com/scitable/definition/phosphate-backbone-273
  4. http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Deoxyribose
  5. https://www.slideshare.net/vinithaunnikrishnan16/forms-of-dna-49312507
  6. 大卫·海姆斯和奈杰尔·胡珀(2005)。生物化学。第三版。泰勒和弗朗西斯集团:纽约。
  7. Bailey, W. R., Scott, E. G., Finegold, S. M., & Baron, E. J.(1986)。贝利和斯科特的诊断微生物学。圣路易斯:处于。

对“沃森和克里克DNA模型”的四种思考

  1. 它对我很有用。不仅是因为我非常需要它。但是,先生,如果你告诉我,如果我必须写一个简短的笔记关于沃森和克里克的DNA模型,那么我该怎么做?第一行点就足够了吗?

    回复

留下你的评论

这个网站使用Akismet来减少垃圾邮件。了解如何处理您的评论数据