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dna的進一步應(yīng)用：不僅利用它儲存遺傳信息，而且也利用它構(gòu)建眾多生物機器中的物理組件。

dna攜帶包括人類在內(nèi)的所有生物用來發(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，通過準確地設(shè)計不同的堿基（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)化為類似樂高的材料從而用來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，再比如準確地將藥物運送到患病細胞中，等等。

基于dna的納米溫度計

設(shè)計尺寸僅僅納米大小的電子設(shè)備為各種各樣可能的應(yīng)用開辟道路，但是這也使得人們更難觀察到它們當中的缺陷。作為一種解決這種問題的方法，來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，它們能夠發(fā)現(xiàn)納米設(shè)備中的微小熱點（這表明存在缺陷）[2]。它們也能夠被用來監(jiān)控活細胞內(nèi)的溫度。

這些納米溫度計是利用作為起著開關(guān)作用的dna環(huán)制作而成的，它們通過折疊或展開對溫度變化作出反應(yīng)。這種運動能夠通過將光學(xué)探針（optical probe）附著到這種dna環(huán)上而被檢測到。如今，研究人員想要利用這些納米溫度計構(gòu)建出更大的能夠在人體內(nèi)工作的dna設(shè)備。

生物納米機器人

來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員利用dna設(shè)計和構(gòu)建出一種納米大小的機器人，它被用作一種藥物運送載體靶向作用于特定的細胞[3]。這種納米機器人呈現(xiàn)出開放的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柄能夠識別細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。

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

活體動物體內(nèi)的生物計算機

鑒于dna結(jié)構(gòu)能夠起著開關(guān)的作用，能夠來回地從一個位置移動到另一個位置，因而它們能夠被用來執(zhí)行邏輯運算，這就使得利用dna進行計算機計算成為可能。來自美國哈佛大學(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器人，利用它們的dna開關(guān)對不同的信號作出反應(yīng)，和產(chǎn)生不同的信號[4]。

更重要的是，研究人員將這些不同的納米機器人植入活的動物體內(nèi)（在這項研究中，指的是蟑螂）。這允許他們開發(fā)出一種新類型的生物計算機而能夠通過開啟或關(guān)閉它們結(jié)構(gòu)中的組分，控制治療分子在蟑螂體內(nèi)運送。如今，利用這些dna納米機器人開展的一項臨床試驗預(yù)計在人體內(nèi)進行。

捕光天線

除了構(gòu)建微型機器外，dna也能夠為我們提供一種在納米水平上復(fù)制自然過程的方法。比如，大自然能夠利用光合作用將太陽光轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而能夠捕獲來自太陽的能量，這些化學(xué)能是植物和其他生物的養(yǎng)料。如今，來自美國亞利桑那州立大學(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、某些細菌和藻類中發(fā)生是因為它們含有由大量色素組成的微型天線，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。這項研究可能為利用dna開發(fā)出能夠更加高效地使用最為豐富能源---太陽光—-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大的工具：dna。如今，正是我們充分利用它的時候了。

什么是雙螺旋結(jié)構(gòu)？

呵呵，我就簡單給你解釋下，你問的東西，是大學(xué)的課本內(nèi)容嘍。（注：以下均為個人歸納）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DNA按核苷酸鏈數(shù)可分：單鏈，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；雙鏈DNA堿基配對你是知道的；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個頂點；四鏈DNA也就是4條核苷酸鏈由堿基相連，截面是矩形的4個頂點。三鏈和四鏈的堿基氫鍵形成原理遠超出你的知識范圍，就不解釋了；并且這兩種情況很少見的，你可以忽略，僅作了解。2、超螺旋DNA是指，線性DNA經(jīng)過多次纏繞濃縮，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”，你只要記住這個名詞就OK，因為這個涉及到DNA “纏繞濃縮”的具體過程：是通過酶往DNA中引入負超螺旋形成的。超螺旋DNA只是DNA的一種存在形式，并無分類。倒是，我們一般會把DNA分為：超螺旋DNA、開環(huán)DNA（開環(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個堿基。雙鏈上共有20個堿基。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基礎(chǔ)，或還有疑問，請發(fā)追問。

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的主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為“藍圖”或“食譜”。其中包含的指令，是建構(gòu)細胞內(nèi)其他的化合物,如蛋白質(zhì)與RNA所需。

5、DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個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。染色體在細胞分裂之前會先行復(fù)制，此過程稱為DNA復(fù)制。對真核生物,如動物、植物及真菌而言，染色體是存放于細胞核內(nèi)；對于原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質(zhì)中的類核里。

7、RNA即核糖核酸，在所有細胞內(nèi)，貯存于DNA中的遺傳信息都指導(dǎo)著蛋白質(zhì)的合成。在所有的細胞中，遺傳信息都是通過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。

擴展資料

脫氧核糖核酸是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機化合物。作為染色體的一個成分而存在于細胞核內(nèi)。功能為儲藏遺傳信息。DNA 分子巨大，由核苷酸組成。核苷酸的含氮堿基為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖為脫氧核糖。1953 年美國的沃森(James Dewey Watson)、英國的克里克與韋爾金斯描述了 DNA 的結(jié)構(gòu)：由一對多核苷酸鏈圍繞一個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堿基間的氫鍵相連，形成相當穩(wěn)定的組合。

核糖核酸（縮寫為RNA，即Ribonucleic Acid），存在于生物細胞以及部分病毒、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鏈狀分子。一個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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