遗传的分子基础

DNA

DNA是脱氧核糖核苷酸的长聚合物。

DNA长度:DNA中核苷酸的数量称为DNA的长度。一对核苷酸被称为碱基对。DNA中碱基对的数量也被认为是DNA的长度。DNA的长度也是生物体的特征。例如，大肠杆菌有4.6 × 10⁶bp，人DNA单倍体含量为3.3 × 10⁹英国石油公司。

核苷酸有三个组成部分:一个含氮的碱基，一个戊糖和一个磷酸基。

含氮的碱有两种——嘌呤和嘧啶。

含氮碱基通过n -糖苷连接到戊糖上形成核苷，如腺苷或脱氧腺苷、鸟苷或脱氧鸟苷、胞苷或脱氧胞苷以及尿苷或脱氧胸苷。

当一个磷酸基通过磷酸酯连接到核苷的5'-OH上时，就形成了相应的核苷酸。两个核苷酸通过3'-5'磷酸二酯连接形成二核苷酸。

更多的核苷酸可以以这样的方式连接起来，形成一个多核苷酸链。这样形成的聚合物一端在核糖的5'端有一个游离磷酸基团。这一端被称为多核苷酸链的5 '端。在聚合物的另一端，核糖有一个游离的3'-OH基团。这被称为多核苷酸链的3'端。

糖和磷酸盐构成了多核苷酸链的骨架。与糖基相连的含氮碱基从脊骨上伸出。

DNA双螺旋结构的显著特征如下:

它由两条多核苷酸链组成，其中骨架由糖-磷酸组成，碱基位于其中。
这两条链具有反平行极性。这意味着，如果一条链的极性为5'→3'，另一条链的极性为3'→5'。
两条链中的碱基通过氢键(h键)配对形成碱基对(bp)。腺嘌呤与胸腺嘧啶形成两个氢键，反之亦然。类似地，鸟嘌呤与胞嘧啶结合有3个h键。因此，嘌呤总是与嘧啶相反。这在螺旋的两条链之间产生了近似均匀的距离。
这两条链条以右手的方式盘绕。螺旋的间距为3.4 nm，每转大约有10 bp。因此，螺旋中一个bp之间的距离大约等于0.34 nm。
一个碱基对的平面叠在另一个碱基对上，形成双螺旋结构。这种叠加，除了氢键，赋予了螺旋结构的稳定性。

分子生物学的中心法则认为，遗传信息从DNA→RNA→蛋白质流动。

在原核生物中，DNA并不是分散在整个细胞中。DNA带负电荷。它与一些蛋白质(带正电荷)结合在一个被称为“类核”的区域。在类核中，DNA由蛋白质组成一个大环。

真核生物中DNA的组织要复杂得多。有一组带正电的碱性蛋白质叫做组蛋白。组蛋白被组织成一个由八个分子组成的单位，称为组蛋白八聚体。带负电的DNA包裹在带正电的组蛋白八聚体周围，形成一种叫做核小体的结构。

一个典型的核小体含有200 bp的DNA螺旋。核小体构成了细胞核中染色质结构的重复单元。染色质是细胞核中可见的线状染色体。在电子显微镜下观察，核小体呈“串珠”结构。

非组蛋白染色体(NHC)蛋白:染色质在较高水平的包装需要额外的一组蛋白质。这些蛋白质统称为非组蛋白染色体蛋白质。

常染色质:在一个典型的细胞核中，染色质的某些区域是松散排列的。这些染色较轻，被称为常染色质。常染色质是具有转录活性的染色质。

异染色质:有些染色质是密集排列的。它们染色较暗，被称为异染色质。异染色质蛋白在转录上是不活跃的。