DNA的結構（DNA-Structure） | 科學Online - 國立臺灣大學

DNA是將核酸連接而成的長鏈。

磷酸根連接上另一個糖分子上的3′碳原子，在過程中將會脫去一分子的水，此 ... Monday29thNovember2021 29-Nov-2021 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟－中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 DNA的結構（DNA-Structure） 台北市立第一女子高級中學三年級許佳蓁/台北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯 DNA是一個複雜的雙螺旋結構分子，攜帶了遺傳密碼。

下圖是一小片段的DNA結構，後文將依序介紹結構中各部份的構造和其鍵結構成的方法。

DNA鏈 主鏈上的醣類 DNA的主鏈是由醣類和磷酸根的模型重複堆疊而成。

由DNA的全名去氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid）可得知DNA中的醣類是去氧核糖。

去氧核糖是由核糖脫去一個氧原子後所得到的醣類，而核糖則是構成RNA（ribonucleicacid，核醣核酸）主鏈的醣類。

下圖分別是去氧核糖和核糖的結構式。

在去氧核糖和核糖的結構中，我們將碳原子編號，在碳環上位於氧原子右邊的碳原子我們將其編號為1，接下來依序編號至接有CH2OH的碳原子為5。

如下圖。

由上圖我們可以發現每個數字上都多了一小撇，若只是去氧核糖和核糖的單獨存在則沒有影響，但當去氧核糖和核糖各自連結其他環狀化合物成為DNA或RNA時，碳原子數字上的小標記將使它和其餘的碳環有所區別。

我們將3′或5′讀作“3-prime”或“5-prime”。

連結一個磷酸根 另一在DNA主鏈上不斷重複的部分是磷酸根，磷酸根連接於糖分子第五個碳原子的-OH基上，如下圖。

連接鹼基與核酸的組成 在形成DNA之前，我們需要四種鹼基，分別為胞嘧啶（cytosine，C）、胸腺嘧啶（thymine，T）、腺嘌呤（adenine，A）以及鳥嘌呤（guanine，G）。

這些鹼基連接在環狀糖分子第一個碳原子的-OH基上。

如下圖。

以下是四種鹼基的構造介紹。

上圖每一個分子中藍色字所代表的氮原子和氫原子顯示出其連接去氧核糖的部份，在每一個分子連接至去氧核糖1′碳原子的過程中，將會脫去氫原子，而接上-OH基。

這個過程是縮合反應（condensationreaction，兩個分子結合而脫去一個小分子，但小分子不一定是水分子）。

如下圖是一個含胞嘧啶的核酸分子。

將核酸組合連接成DNA鏈 DNA是將核酸連接而成的長鏈。

磷酸根連接上另一個糖分子上的3′碳原子，在過程中將會脫去一分子的水，此為另一個縮合反應。

持續以相同的方式連接更多的核酸我們將可獲得DNA。

如下圖所示。

我們可以將DNA鏈中的一小部分表示為較簡化的構造圖（如下圖），由圖中我們可以知道磷酸根與醣類上的兩個碳原子以脫去CH2而形成一個角的方式鍵結。

重複多次我們將可得到一部分的DNA鏈，如下圖所示。

圖中，可發現有兩種不同大小的鹼基，腺嘌呤（adenine，A）和鳥嘌呤（guanine，G）因含有兩個環而較大，而胞嘧啶（cytosine，C）和胸腺嘧啶（thymine，T）則因只含有一個環而相對較小。

在兩頭最末端的DNA鏈上，-OH基將會取代另一個去氧核醣分子與磷酸根連接。

DNA的雙股螺旋結構 再次觀察DNA的構造圖，如下。

我們可發現腺嘌呤（adenine，A）一定和胸腺嘧啶（thymine，T）以兩個氫鍵的方式配對，而胞嘧啶（cytosine，C）則一定和鳥嘌呤（guanine，G）以三個氫鍵的方式配對配對。

我們若將鹼基以其餘的方式配對則鹼基將不能吻合，如下圖所示。

DNA的最終結構 兩條核酸鏈以相反的兩個方向鍵結，核酸鏈的兩末端分別以3′和5′作為標記，在上圖的左鏈，若我們沿著鏈至其最頂端我們將會看到磷酸根連接在去氧核糖的5′碳原子上，若我們沿著鏈至其最末端我們則會看到-OH基連接在去氧核糖的3′碳原子上。

反之，右鏈則和左鏈完全相反。

當我們談到基因和遺傳密碼（geneticcode）時，3′和5′的標記法將變得十分重要，基因的遺傳密碼則規定由5’端沿著鏈寫至3′端，除此之外，3′和5′的標記法也在DNA複製的過程中扮演了極為重要的角色。

參考資料 1.http://www.chemguide.co.uk/organicprops…1.html#top)\ 2.http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/dna 3.http://terms.nict.gov.tw/search1.php Tags:DNA的結構,生物化學 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 化學傳記：法拉第不為人知的一面（六）：電磁轉動與電磁感應 [講座]AaronCiechanover教授（2004諾貝爾化學獎得主）醫藥通俗演講 [影音]CASE【百秒說科學】《交叉分子束》 化學傳記：法拉第不為人知的一面（一）：時至今日為何重提法拉第？ 化學傳記：法拉第不為人知的一面（十一）：凡人法拉第 目前世界上最精準的時鐘－光晶格光頻原子鐘在低溫環境下的突破 棉籽粕中殘留的棉籽酚 化學傳記：法拉第不為人知的一面（十）：法拉第效應與反磁性 Thereare2commentsforthisarticle 不懂「可以知道磷酸根與醣類上的兩個碳原子以脫去CH2而形成一個角的方式鍵結。

」 哪裡脫去CH2? 有少圖嗎？ 還是說CH2是誤植了?應該是脫去H2O才是~ 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

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