【手性趣闻  35.】

       (35. DNA的双螺旋结构的手性）

       上节讲到基因的的单元结构的手性，即吡喃戊糖均为D-型糖的同手性。那么按照有序的碱基排位的编码信息的糖苷链，两条反向的糖苷链，靠碱基配对形成拴链的双链结构，这样双链结构，形成螺旋，这种结构是一种手性螺旋结构。正是这种手性结构，使得DNA双链牢固稳定，同时便于发挥按编码复制RNA和肽链（蛋白质）的遗传功能。

       DNA是具有遗传功能的基因片段，即遗传因子。它具有三大特点的双螺旋结构：

       ①DNA有两条反向平行的主链。DNA的结构单元是核苷酸，其上的第三位碳原子上的羟基为3末端；在第五碳原子上有一个磷酸基团，记为5末端。核苷酸之间靠3-5末端相连，形成主链，而每个核苷酸上的碱基则为侧链基团。DNA由两条主链构成，一条主链是上而下的5→3方向，碱基在主链的右侧；另一条主链是3→5方向，碱基在主链的左侧。两条主链反向平行，正好各自的碱基在内侧相遇形成牢固栓结。

       ②DNA的两条主链互补。主链内侧只能容纳两个碱基，并且嘌呤只能与嘧啶配对连接。腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)由两个氢键连接，记为A=T；鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)由三个氢键连接，记为G≡C。这种严格的碱基配对，使得DNA中的一条主链上的碱基顺序决定了另一条主链上的碱基顺序，即一条链是另一条链的模板，形成双链之间的互补性。当一条主链受到化学诱变剂、致癌物或光辐射等造成损伤时，按照碱基配对原则，可以在另一条主链的指导下自动修复。当细胞分裂时，两条链分别作为模板合成两条新链，使DNA在不改变自身结构的情况下得以复制。这就揭示了DNA的复制机制。 

       ③DNA呈右手双螺旋结构。其结构好似一个右旋的“楼梯”，两条主链形似“楼梯”的两个“扶手”，两种碱基对构成“楼梯”的“台阶”。每个螺旋包含10个碱基对，螺旋的直径是2 nm，螺距是3.4 nm。

       这样的特殊结构导致特殊的功能。最初是由两位年轻的英国博士沃森和克里克猜想的初形。后来这个“假设”又被英国实验物理学家威尔金斯和富兰克林的实验所证实。后来又被相继的许多化学和生物学的实验所证明。因此，DNA右手螺旋结构的惊世发现成为现代生物学革命的转折点，使生命科学由“细胞”层次深入到“分子”层次，标志着分子生物学的真正诞生。

                   丰都智愚河畔环境技术工作室