談及dna，只想起雙螺旋結(jié)構(gòu)，那你out了！(什么是雙螺旋結(jié)構(gòu)？)

談及dna，只想起雙螺旋結(jié)構(gòu)，那你out了！

2016年6月21日/--提起dna，我們還是想起經(jīng)典的雙螺旋結(jié)構(gòu)？那就out了。利用dna中的堿基配對(duì)原則，科學(xué)家們能夠利用dna分子構(gòu)建出各種各樣的結(jié)構(gòu)，而且這些結(jié)構(gòu)具有遠(yuǎn)非我們能夠想象的用途。

dna是大自然中一種最為神奇的分子之一。從微觀而言，它攜帶的遺傳指令是產(chǎn)生地球上幾乎任何一種生物所必需的。如今，科學(xué)家們正在發(fā)現(xiàn)新的方法推動(dòng)dna的進(jìn)一步應(yīng)用：不僅利用它儲(chǔ)存遺傳信息，而且也利用它構(gòu)建眾多生物機(jī)器中的物理組件。

dna攜帶包括人類在內(nèi)的所有生物用來(lái)發(fā)揮功能的遺傳信息。它通常呈現(xiàn)出著名的雙螺旋形狀，由兩條單鏈dna分子折疊成螺旋結(jié)構(gòu)。每種dna都是由一連串4種不同的堿基：腺嘌呤（a）、鳥(niǎo)嘌呤（g）、胸腺嘧啶（t）以及胞嘧啶（c）組成的。

基因是由不同的堿基序列組成的dna片段，這些堿基出現(xiàn)在dna鏈上的次序就是基因編碼的遺傳信息。但是，通過(guò)準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)不同的堿基（a、g、t和c）序列，科學(xué)家們最近能夠利用dna折紙術(shù)將dna折疊成不同的形狀，而不是常規(guī)的雙螺旋結(jié)構(gòu)[1]。

這種方法為dna的新用途（而不是它的遺傳和生物學(xué)功能）提供可能：將它轉(zhuǎn)化為類似樂(lè)高的材料從而用來(lái)建造直徑僅僅為幾十億分之一米的物體。如今，基于dna的材料正被用于各種各樣的應(yīng)用之中，比如用作構(gòu)建納米設(shè)備的模件，再比如準(zhǔn)確地將藥物運(yùn)送到患病細(xì)胞中，等等。

基于dna的納米溫度計(jì)

設(shè)計(jì)尺寸僅僅納米大小的電子設(shè)備為各種各樣可能的應(yīng)用開(kāi)辟道路，但是這也使得人們更難觀察到它們當(dāng)中的缺陷。作為一種解決這種問(wèn)題的方法，來(lái)自加拿大蒙特利爾大學(xué)的研究人員利用dna構(gòu)建出超靈敏的納米溫度計(jì)，它們能夠發(fā)現(xiàn)納米設(shè)備中的微小熱點(diǎn)（這表明存在缺陷）[2]。它們也能夠被用來(lái)監(jiān)控活細(xì)胞內(nèi)的溫度。

這些納米溫度計(jì)是利用作為起著開(kāi)關(guān)作用的dna環(huán)制作而成的，它們通過(guò)折疊或展開(kāi)對(duì)溫度變化作出反應(yīng)。這種運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)將光學(xué)探針（optical probe）附著到這種dna環(huán)上而被檢測(cè)到。如今，研究人員想要利用這些納米溫度計(jì)構(gòu)建出更大的能夠在人體內(nèi)工作的dna設(shè)備。

生物納米機(jī)器人

來(lái)自美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員利用dna設(shè)計(jì)和構(gòu)建出一種納米大小的機(jī)器人，它被用作一種藥物運(yùn)送載體靶向作用于特定的細(xì)胞[3]。這種納米機(jī)器人呈現(xiàn)出開(kāi)放的dna桶結(jié)構(gòu)：它的兩半由一種鉸鏈區(qū)連接在一起，而且特殊的dna柄讓這種鉸鏈區(qū)保持關(guān)閉狀態(tài)。這些dna柄能夠識(shí)別細(xì)胞表面上存在的特異性蛋白組合，如與疾病相關(guān)聯(lián)的特異性蛋白組合。

當(dāng)這種納米機(jī)器人與靶細(xì)胞接觸時(shí)，它打開(kāi)dna桶結(jié)構(gòu)，運(yùn)送它的裝載物。當(dāng)用于健康的人血細(xì)胞和發(fā)生癌變的人血細(xì)胞的混合物中時(shí)，這種納米機(jī)器人能夠靶向殺死一半癌細(xì)胞，而健康的細(xì)胞不受到影響。

活體動(dòng)物體內(nèi)的生物計(jì)算機(jī)

鑒于dna結(jié)構(gòu)能夠起著開(kāi)關(guān)的作用，能夠來(lái)回地從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，因而它們能夠被用來(lái)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，這就使得利用dna進(jìn)行計(jì)算機(jī)計(jì)算成為可能。來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)和以色列巴伊蘭大學(xué)的研究人員利用這種性質(zhì)構(gòu)建出不同的能夠彼此之間相互作用的納米機(jī)器人，利用它們的dna開(kāi)關(guān)對(duì)不同的信號(hào)作出反應(yīng)，和產(chǎn)生不同的信號(hào)[4]。

更重要的是，研究人員將這些不同的納米機(jī)器人植入活的動(dòng)物體內(nèi)（在這項(xiàng)研究中，指的是蟑螂）。這允許他們開(kāi)發(fā)出一種新類型的生物計(jì)算機(jī)而能夠通過(guò)開(kāi)啟或關(guān)閉它們結(jié)構(gòu)中的組分，控制治療分子在蟑螂體內(nèi)運(yùn)送。如今，利用這些dna納米機(jī)器人開(kāi)展的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)預(yù)計(jì)在人體內(nèi)進(jìn)行。

捕光天線

除了構(gòu)建微型機(jī)器外，dna也能夠?yàn)槲覀兲峁┮环N在納米水平上復(fù)制自然過(guò)程的方法。比如，大自然能夠利用光合作用將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而能夠捕獲來(lái)自太陽(yáng)的能量，這些化學(xué)能是植物和其他生物的養(yǎng)料。如今，來(lái)自美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)和加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的研究人員構(gòu)建出能夠模擬光合作用捕獲和轉(zhuǎn)移光線的三臂dna結(jié)構(gòu)[5]。

光合作用之所以在植物、某些細(xì)菌和藻類中發(fā)生是因?yàn)樗鼈兒杏纱罅可亟M成的微型天線，其中這些色素按照特定的方向和彼此之前相隔一定距離排列，能夠吸收可見(jiàn)光。這些人工構(gòu)建的基于dna的結(jié)構(gòu)起著類似于天線的作用，控制著吸收光能的特定染料分子在這種結(jié)構(gòu)中的位置，并且將吸收的光能傳輸?shù)椒磻?yīng)中心，在那里將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這項(xiàng)研究可能為利用dna開(kāi)發(fā)出能夠更加高效地使用最為豐富能源---太陽(yáng)光—-供人類使用的設(shè)備鋪平道路。

因此，dna納米技術(shù)的下一個(gè)應(yīng)用是什么呢？這很難知道，但是大自然已給我們提供一種功能非常強(qiáng)大的工具：dna。如今，正是我們充分利用它的時(shí)候了。

什么是雙螺旋結(jié)構(gòu)？

呵呵，我就簡(jiǎn)單給你解釋下，你問(wèn)的東西，是大學(xué)的課本內(nèi)容嘍。（注：以下均為個(gè)人歸納）1、DNA的三螺旋和四螺旋，是分別只DNA有3條和4條核苷酸鏈組成。也就是說(shuō)DNA按核苷酸鏈數(shù)可分：?jiǎn)捂?，雙鏈，三鏈，四鏈。（均是由同樣4種脫氧核苷酸形成）單鏈DNA不用堿基配對(duì)；雙鏈DNA堿基配對(duì)你是知道的；三鏈DNA是3條核苷酸鏈彼此互相堿基相連，從橫截面上看，像三角形的3個(gè)頂點(diǎn)；四鏈DNA也就是4條核苷酸鏈由堿基相連，截面是矩形的4個(gè)頂點(diǎn)。三鏈和四鏈的堿基氫鍵形成原理遠(yuǎn)超出你的知識(shí)范圍，就不解釋了；并且這兩種情況很少見(jiàn)的，你可以忽略，僅作了解。2、超螺旋DNA是指，線性DNA經(jīng)過(guò)多次纏繞濃縮，形成的濃縮體。（你可以想象下，就像多次扭麻花的）而至于為何是叫“超螺旋”，你只要記住這個(gè)名詞就OK，因?yàn)檫@個(gè)涉及到DNA “纏繞濃縮”的具體過(guò)程：是通過(guò)酶往DNA中引入負(fù)超螺旋形成的。超螺旋DNA只是DNA的一種存在形式，并無(wú)分類。倒是，我們一般會(huì)把DNA分為：超螺旋DNA、開(kāi)環(huán)DNA（開(kāi)環(huán)DNA是指雙鏈只斷裂一條鏈的環(huán)狀雙鏈DNA）、單鏈DNA。3、雙螺旋結(jié)構(gòu)中，每圈螺旋，在一條鏈上有10個(gè)堿基。雙鏈上共有20個(gè)堿基。4、不是堿基控制DNA的旋轉(zhuǎn)，DNA更不是旋轉(zhuǎn)的，DNA的螺旋構(gòu)象是決定于它的環(huán)境和分子間作用力。在通常情況下，是雙螺旋的。在特殊情況下，不是螺旋狀（有“之”字狀的）。 上面的回答，我是以你是高中生基礎(chǔ)解釋的。如果你有更多的知識(shí)基礎(chǔ)，或還有疑問(wèn)，請(qǐng)發(fā)追問(wèn)。

DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)還是單螺旋，rna是單鏈還是雙鏈?

1、DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA是單鏈結(jié)構(gòu)

2、DNA的基本單位為脫氧核糖核酸，RNA的基本單位為核糖核酸

3、DNA只有酸解離，RNA具有兩性解離

4、DNA的主要功能是長(zhǎng)期性的資訊儲(chǔ)存，可比喻為“藍(lán)圖”或“食譜”。其中包含的指令，是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物,如蛋白質(zhì)與RNA所需。

5、DNA是一種長(zhǎng)鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長(zhǎng)鏈骨架。每個(gè)糖分子都與四種堿基里的其中一種相接，這些堿基沿著DNA長(zhǎng)鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質(zhì)氨基酸序列合成的依據(jù)。讀取密碼的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄，是根據(jù)DNA序列復(fù)制出一段稱為RNA的核酸分子。多數(shù)RNA帶有合成蛋白質(zhì)的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。

6、在細(xì)胞內(nèi)，DNA能組織成染色體結(jié)構(gòu)，整組染色體則統(tǒng)稱為基因組。染色體在細(xì)胞分裂之前會(huì)先行復(fù)制，此過(guò)程稱為DNA復(fù)制。對(duì)真核生物,如動(dòng)物、植物及真菌而言，染色體是存放于細(xì)胞核內(nèi)；對(duì)于原核生物而言，如細(xì)菌，則是存放在細(xì)胞質(zhì)中的類核里。

7、RNA即核糖核酸，在所有細(xì)胞內(nèi)，貯存于DNA中的遺傳信息都指導(dǎo)著蛋白質(zhì)的合成。在所有的細(xì)胞中，遺傳信息都是通過(guò)RNA傳遞的。DNA的信息由信使RNA轉(zhuǎn)錄，并被轉(zhuǎn)移到稱為核糖體的結(jié)構(gòu)上。

擴(kuò)展資料

脫氧核糖核酸是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物。作為染色體的一個(gè)成分而存在于細(xì)胞核內(nèi)。功能為儲(chǔ)藏遺傳信息。DNA 分子巨大，由核苷酸組成。核苷酸的含氮堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖為脫氧核糖。1953 年美國(guó)的沃森(James Dewey Watson)、英國(guó)的克里克與韋爾金斯描述了 DNA 的結(jié)構(gòu)：由一對(duì)多核苷酸鏈圍繞一個(gè)共同的中心軸盤繞構(gòu)成。糖 -磷酸鏈在螺旋形結(jié)構(gòu)的外面，堿基朝向里面。兩條多核苷酸鏈通過(guò)堿基間的氫鍵相連，形成相當(dāng)穩(wěn)定的組合。

核糖核酸（縮寫為RNA，即Ribonucleic Acid），存在于生物細(xì)胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。RNA由核糖核苷酸經(jīng)磷酸二酯鍵縮合而成長(zhǎng)鏈狀分子。一個(gè)核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和堿基構(gòu)成。RNA的堿基主要有4種，即A腺嘌呤、G鳥(niǎo)嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的T。

參考資料：百度百科-脫氧核糖核酸；百度百科-核糖核酸

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