dna 双螺旋结构模型是沃森和克里克提出的经典空间结构模型,该模型核心是 dna 由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋形成右手双螺旋结构,外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是按照碱基互补配对原则配对的含氮碱基,碱基之间依靠氢键相连,这个模型成功解释了 dna 储存遗传信息以及进行复制的结构基础,是分子生物学里程碑式的重要模型,理解这个模型可以串联起 dna 组成单位 骨架 碱基配对 复制原理等一系列考点。科学家构建这个模型,是结合了 x 射线衍射数据 碱基含量查哥夫法则等多项实验证据,查哥夫法则指明在 dna 分子当中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶,鸟嘌呤数量等于胞嘧啶,这一规律正好支撑碱基互补配对的设计,也证明碱基配对不是随机组合。
核心结构要点
1 链的数量与方向,一共两条脱氧核苷酸长链,两条链反向平行,一条链方向为 5 端到 3 端,另一条链是 3 端到 5 端
2 螺旋走向,属于右手双螺旋,螺旋存在固定螺距,每一圈螺旋包含固定数量碱基对
3 骨架位置,脱氧核糖与磷酸交替连接组成基本骨架,排布在双螺旋外侧,磷酸基团带负电荷
4 碱基位置,含氮碱基位于双螺旋内侧,碱基平面和螺旋中心轴接近垂直
5 碱基配对规则,腺嘌呤和胸腺嘧啶配对,之间形成两个氢键,鸟嘌呤和胞嘧啶配对,之间形成三个氢键,也就是 A 配 T,G 配 C,严格遵循碱基互补配对
6 维系作用力,横向依靠碱基之间氢键维持双链结合,纵向依靠碱基堆积力维持螺旋稳定,两种作用力共同让双螺旋结构保持稳定
模型的重要意义
dna 双螺旋结构模型解释了遗传信息储存在碱基排列顺序当中,不同碱基排列顺序就代表不同遗传信息,同时这个模型直接推导出半保留复制的可能性,也就是双链解开之后,每条母链都可以作为模板合成互补子链,为后续证明 dna 是遗传物质,研究 dna 复制转录奠定理论基础
相关对比表格
| 项目 | 结构特征 |
|---|---|
| 长链数量 | 两条脱氧核苷酸长链 |
| 链方向 | 反向平行 |
| 外侧结构 | 脱氧核糖磷酸交替骨架 |
| 内侧结构 | 互补配对含氮碱基 |
| 配对氢键 | A T 两个氢键 G C 三个氢键 |
| 稳定因素 | 氢键 碱基堆积力 |
dna 双螺旋结构模型并不是所有 dna 都永远保持这种形态,细胞内 dna 会根据生理状态出现解旋 局部构象改变,比如复制转录的时候双螺旋需要局部解开,但是基础的右手双螺旋是最常见的 B 型 dna,也是教材里 dna 双螺旋结构模型所描述的标准形态,考试答题默认就是 B 型右手双螺旋。
【常见问题】
问题 1 dna 双螺旋结构模型当中两条链是同向还是反向
回答 1 dna 双螺旋结构模型里两条脱氧核苷酸长链是反向平行,一条 5 端到 3 端,另一条 3 端到 5 端
问题 2 dna 双螺旋结构模型的基本骨架是什么
回答 1 dna 双螺旋结构模型的基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接,排布在双螺旋外侧
问题 3 dna 双螺旋结构模型碱基配对遵循什么原则
回答 1 dna 双螺旋结构模型严格遵循碱基互补配对原则,A 与 T 配对,G 与 C 配对
问题 4 提出 dna 双螺旋结构模型的科学家是谁
回答 1 dna 双螺旋结构模型是沃森和克里克提出,该模型结合查哥夫法则与 x 射线衍射实验证据构建完成
【免责申明】
本文内容为生物学科知识点科普讲解,仅用于学习备考参考,不替代教材与教师课堂讲授,考试答题请以课标指定教材表述为准。


