双螺旋结构和中心法则

双螺旋结构和中心法则

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Da_gan/article/details/143306951

双螺旋结构模型（Double Helix Model）

双螺旋结构是描述DNA（脱氧核糖核酸）的空间结构的模型，由詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）于1953年提出。这一模型揭示了DNA如何存储遗传信息，并解释了遗传信息的传递方式。

结构特点

1. 两条反向平行的多核苷酸链

每条链由核苷酸（nucleotide）组成，核苷酸由三个部分构成：

• 磷酸（Phosphate group）
• 脱氧核糖（Deoxyribose sugar）
• 含氮碱基（Nitrogenous base）：包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）。

2. 碱基互补配对

• A（腺嘌呤）和 T（胸腺嘧啶）通过两个氢键相连。
• G（鸟嘌呤）和 C（胞嘧啶）通过三个氢键相连。
• 碱基配对的规则确保DNA复制时信息能精确地传递。

3. 反向平行性（Antiparallelism）

• 两条链的方向相反，一条链从5'端（磷酸基端）到3'端（羟基端），另一条链则相反。

4. 螺旋结构

• DNA链以右旋方式形成螺旋，每一圈螺旋大约包含10个碱基对。
• 螺旋结构有大小两种沟槽：大沟（major groove）和小沟（minor groove），大沟是许多蛋白质识别DNA序列的关键区域。

5. 稳定性与复制机制

• DNA的双螺旋结构使得两条链可以互补分开，为DNA复制提供模板。

中心法则（Central Dogma）

中心法则由克里克于1958年提出，描述了遗传信息在生物体内的传递路径，即如何从DNA传递到RNA，再传递到蛋白质。

主要流程

1. DNA → DNA（复制，Replication）

• DNA在细胞分裂时复制，生成两条相同的DNA分子，确保遗传信息从母细胞传递到子细胞。

2. DNA → RNA（转录，Transcription）

• 在细胞核中，DNA中的一部分序列作为模板，被转录为RNA。
• 主要产物是信使RNA（mRNA），它携带合成蛋白质所需的信息。

3. RNA → 蛋白质（翻译，Translation）

• mRNA离开细胞核进入细胞质，在核糖体上翻译成蛋白质。
• 核糖体根据mRNA中的三联密码子序列（codon），将对应的氨基酸连接起来，生成蛋白质链。

扩展机制

• 逆转录（Reverse Transcription）：某些RNA病毒（如HIV）能将RNA逆转录为DNA，这一现象由逆转录酶（reverse transcriptase）催化。
• RNA复制：RNA病毒可通过RNA依赖的RNA聚合酶直接复制RNA。

中心法则的总结

• 正常信息流：DNA → RNA → 蛋白质
• 特殊信息流（例外）：
• RNA → DNA（逆转录）
• RNA → RNA（RNA病毒）

双螺旋结构与中心法则的关系

1. DNA双螺旋结构的稳定性确保了遗传信息能高保真地传递给下一代。
2. 中心法则描述了DNA如何通过RNA将遗传信息表达为功能蛋白质，完成生命活动。