dna 双螺旋结构是沃森和克里克提出的经典空间构型,核心是两条反向平行的脱氧核苷酸长链围绕同一个中心轴盘旋形成右手双螺旋,依靠碱基互补配对维持稳定,这套结构特点完美匹配 dna 储存遗传信息,复制以及传递遗传信息的功能,碱基之间通过氢键配对,脱氧核糖和磷酸交替排列构成外侧骨架,内部由碱基对填充,正是这些结构特点决定了 dna 可以稳定保存遗传信息,同时又能够解旋完成复制,在高中生物以及分子生物学当中,dna 双螺旋结构的特点属于核心考点,需要区分结构组成,稳定因素,碱基配对规则,螺旋参数多个维度,不能只记住反向平行这一条特征。
核心结构特点清单
1 两条脱氧核苷酸长链走向为反向平行,一条链方向是 5 端到 3 端,另一条链是 3 端到 5 端,两条链方向相反,共同绕中心轴旋转。
2 脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在双螺旋外侧,构成 dna 的基本骨架,含氮碱基排列在双螺旋内侧。
3 内侧碱基按照互补配对原则结合,腺嘌呤 A 和胸腺嘧啶 T 配对,形成两个氢键,鸟嘌呤 G 和胞嘧啶 C 配对,形成三个氢键。
4 整体属于右手螺旋,螺旋表面存在大沟和小沟,大沟可以供蛋白质识别碱基序列,是调控蛋白结合 dna 的重要区域。
5 螺旋直径保持恒定,相邻碱基对之间沿轴向距离为 0.34 纳米,每一圈螺旋包含大约 10 个碱基对,螺距大约 3.4 纳米。
稳定维持因素表格
| 稳定因素 | 作用说明 |
|---|---|
| 氢键 | 碱基互补配对形成,维持两条链配对关系 |
| 碱基堆积力 | 相邻碱基之间疏水相互作用,是最主要稳定力量 |
| 离子环境 | 溶液阳离子可以中和磷酸骨架负电荷,减少链之间排斥 |
深度拓展要点
碱基堆积力是维持 dna 双螺旋结构稳定最主要的作用力,氢键虽然肉眼概念上很重要,但单独氢键强度并不高,大量碱基层层堆叠产生的疏水效应才是双螺旋不容易散开的关键。当温度升高,氢键会断裂,双螺旋解开,这个过程叫做 dna 变性,变性之后碱基互补配对消失,但是脱氧核糖磷酸骨架并没有断裂,降温之后如果条件合适,两条链还可以重新恢复 dna 双螺旋结构,也就是复性。
碱基互补配对是 dna 双螺旋结构最关键的特点之一,这个特点直接解释 dna 半保留复制原理,解旋之后每条母链都可以作为模板,按照 A 对 T G 对 C 合成新子链,保证子代 dna 和亲代序列一致。
需要注意,经典 B 型 dna 双螺旋是生理条件下最常见构型,除此之外还有 A 型 Z 型等其他构型,教材考试默认所指 dna 双螺旋结构特点就是 B 型右手双螺旋。
易错辨析
很多同学容易混淆,磷酸基团带负电,两条链骨架本身互相排斥,正是依靠碱基堆积力和氢键抵消排斥,双螺旋才能稳定存在,碱基对排列在内侧,不是骨架在内侧,这点是高频易错点。
【常见问题】
问题 1 dna 双螺旋结构的特点当中哪一项是最主要稳定因素
回答 1 dna 双螺旋结构的特点里,碱基堆积力是最主要稳定因素,氢键只是辅助维持碱基配对,不能把氢键当成最主要稳定力量。
问题 2 dna 双螺旋结构的特点里面两条链是什么走向
回答 1 dna 双螺旋结构的特点里面两条脱氧核苷酸链是反向平行走向,一条 5 到 3,另一条 3 到 5,这是 dna 双螺旋结构的特点核心条目。
问题 3 高温之后 dna 双螺旋结构的特点还能恢复吗
回答 3 高温破坏氢键,dna 双螺旋结构的特点会消失发生变性,适宜条件降温复性之后,dna 双螺旋结构的特点可以重新恢复。
【免责申明】
本文为高中生物分子结构知识科普,仅用于学习备考参考,内容依据经典 B 型 dna 双螺旋模型,不替代官方教材,答题请以现行教材表述为准。


