脫氧核糖核酸

DNA是一種長鏈聚合物 ， 組成單位稱爲核苷酸 ， 而糖類與磷酸藉由酯鍵相連 ， 組成其長鏈骨架 。 每個糖單位都與四種鹼基裏的其中一種相接 ， 這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列 ， 可組成遺傳密碼 ， 是蛋白質氨基酸序列合成的依據 。 讀取密碼的過程稱爲轉錄 ， 是根據DNA序列複製出一段稱爲RNA的核酸分子 。 多數RNA帶有合成蛋白質的訊息 ， 另有一些本身就擁有特殊功能 ， 例如核糖體RNA 、 小核RNA與小干擾RNA 。 在細胞內 ， DNA能組織成染色體結構 ， 整組染色體則統稱爲基因組 。 染色體在細胞分裂之前會先行復制 ， 此過程稱爲DNA複製 。 對真核生物 ， 如動物 、 植物及真菌而言 ， 染色體是存放於細胞核內 ； 對於原核生物而言 ， 如細菌 ， 則是存放在細胞質中的擬核裏 。 染色體上的染色質蛋白 ， 如組織蛋白 ， 能夠將DNA組織並壓縮 ， 以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用 ， 進而調節基因的轉錄 。 一股脫氧核糖核酸上所具有的各類型含氮鹼基 ， 都只會與另一股上的一個特定類型鹼基產生鍵結 。 此種情形稱爲互補性鹼基配對 。 嘌呤與嘧啶之間會形成氫鍵 ， 在一般情況下 ， A只與T相連 ， 而C只與G相連 。 因此排列於雙螺旋上的核苷酸 ， 便以這種稱爲鹼基對的方式相互聯結 。 除此之外 ， 與脫氧核糖核酸序列無關的疏水性效應 ， 以及π重疊效應所產生的力 ， 也是兩股脫氧核糖核酸能維持結合狀態的原因 。 由於氫鍵比共價鍵更容易斷裂 ， 這使雙股脫氧核糖核酸可能會因爲機械力或高溫作用 ， 而有如拉鍊一般地解開 ， 這種現象被稱爲DNA變性 。 由於互補的特性 ， 使位於雙股序列上的訊息 ， 皆以雙倍的形式存在 ， 這種特性對於脫氧核糖核酸複製過程來說相當重要 。 互補鹼基之間可逆且具專一性的交互作用 ， 是生物脫氧核糖核酸所共同擁有的關鍵功能 。 兩種不同的鹼基對分別是以不同數目的氫鍵結合 ： A-T之間有兩條 ； G - C之間則有三條 （ 如本段上方左圖所示 ） 。 多一條氫鍵使GC配對的穩定性高於AT配對 ， 也因此兩股脫氧核糖核酸的結合強度 ， 是由GC配對所佔比例 ， 以及雙螺旋的總長度來決定 。 當脫氧核糖核酸雙螺旋較長且GC含量較高時 ， 其雙股之間的結合能力較強 ； 長度較短且AT含量較高時 ， 結合能力則較弱 。 雙螺旋上有某些部位必須能夠輕易解開 ， 這些部位通常含有有較多的AT配對 ， 例如細菌啓動子上一段含有TATAAT序列的普里布諾盒 。 在實驗室中 ， 若找出解開氫鍵所需的溫度 ， 也就是所謂熔點 （ Tm ） ， 便能計算出兩股之間的結合強度 。 當脫氧核糖核酸雙螺旋上所有的鹼基配對都解開之後 ， 溶液中的兩股脫氧核糖核酸將分裂成獨立的分子 。 單股脫氧核糖核酸分子並無固定的形體 ， 但仍有某些形狀較爲穩定且常見 。