DNA

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第953页（1504字）

脱氧核糖核酸的简称。

是核酸的一类，因分子中含有脱氧核糖而得名。其分子量很大，一般至少在百万以上；主要由四种脱氧核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)、乌嘌呤脱氧核苷(dGMP)、胞密啶脱氧核苷酸(dCMP)和胸啶喧脱氧核苷酸(dTMP)组成。脱氧核苷酸则由含氧碱基、脱氧核糖及磷酸组成。

DNA的碱基组成有一些规律：所有DNA中的腺嘌呤(A)与胸嘧啶(T)的摩尔含量相等，即A=T；乌嘌呤(G)与胞嘧啶(C)(包括5－甲基胞嘧啶，m⁵C)的摩尔含量相等，即G=C；这种规律被称之为碱基互补原则。

不同种的生物，碱基组成不同，具有种的特异性；而同一生物体的各种不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成，即没有组织的或器官的特异性。年龄营养状态、环境的改变不影响DNA的碱基组成。

这些规律，既是DNA双螺旋结构模型建立的重要根据，又是用作生物分类的指标。DNA的一级结构，是指其组成脱氧核苷酸之间连键的性质，以及脱氧核苷酸的排列顺序。

研究结果表明，DNA的一级结构是由数量极庞大的四种脱氧核苷酸通过3′，5′－磷酸二酯键彼此连接起来的直线环或环形分子，没有侧键。由于生物遗传信息储存于DNA的脱氧核苷酸排列顺序(核苷酸序列)之中，所以搞清各种生物的DNA的核苷酸序列是分子生物学所要解决的一个重要课题。近些年来，由于诸如加减法、化学法等测定技术的迅速发展，DNA一级结构分析取得了重大突破，并通过与分子杂交、复性动力学及遗传学等方法的相互配合，不仅搞清了许多DNA的核苷酸序列和基因的组织，而且还发现了插入、间隔、叠接、重叠、回文与重复等许多结构特征，将大大促进人们对生命活动本质的认识。DNA的空间结构，是指多核苷酸链内或链间通过氢键折叠卷曲而成的构象，又可分为二级、三级等结构层次。

二级结构是由沃森——克里克(Watson-Griek)阐明的，认为DNA是由两条反向平行的多核苷酸链绕同一中心轴构成的右手双螺旋结构，其中磷酸基与戊糖构成的链条在外侧，碱基平面与轴垂直，位于内侧。碱基互补原则是A与T相结合，其间形成两个氢键；G与C相结合，形成三个氢键，因此G与C之间的结合配对更为稳定一些。

这样，当一条多核苷酸链的碱基序列确定以后，按照碱基互补原则，便可推出另一条互补多核苷酸链的碱基序列。同样，当DNA复制酶(依DNA为模板的DNA聚合酶)催化DNA合成时，依DNA分子的两条链为模板、四种脱氧核苷酸为底物，按照碱基互补原则，结果由每一条链都可以形成互补的两条链，即新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的核苷酸序列完全一样，故称为复制；并且每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，所以属于半保留复制。

显然，通过复制过程，亲代DNA分子的特定核苷酸序列，即遗传信息可以传递给子代DNA分子。由于所有生物体内的DNA分子不是单一形式，诸如有的是单链线状分子，有的是双链线状分子，有的是单链环状分子，有的是双链环状分子，并且在二级结构的基础上，当双链环状DNA分子的每匝螺旋的碱基数目发生改变时，还可以进一步捻成超螺旋型；即三级结构，所以在复制过程中经历不同的结构变化，以致提出了θ环式、D环式、σ环式、蝶形等不同的复制模型。

DNA存在于细胞核、线粒体、叶绿体中，也可以游离状态的质粒形式存在于某些细胞的细胞质中，大多数噬菌体、部分动物病毒及少数植物病毒中也含有DNA，决定其感染力。遗传工程中的目的基因的载体多用质粒和病毒DNA。

现代分子遗传学研究认为，DNA是绝大多数生物的原初遗传信息载体，是储存、复制、传递遗传信息的主要物质基础。