DNA的结构、功能及其应用

DNA的结构、功能及其应用

DNA（脱氧核糖核酸）是生物细胞内含有的四种生物大分子之一，携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。本文将从DNA的结构、功能及其在现代科技中的应用等方面进行详细介绍。

DNA的结构

DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

DNA分子结构中，两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面，碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补，通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连，形成相当稳定的组合。

DNA的功能

法医鉴定

通常从血液、皮肤、唾液、头发和其它组织和体液中分离DNA，以识别罪犯或犯罪行为。常用的遗传指纹识别技术比较重复DNA的可变区段的长度，例如短串联重复序列和小卫星，它们在个体之间有不同。因此，检查中的两个DNA样品之间的比较不是基于对整个DNA序列的分析，而是仅基于这些重复序列部分。

事实上，两个没有血缘关系的个体间99.9%的DNA序列是相同的。这种方法通常非常可靠，但犯罪现场被其他人的DNA污染时，对罪犯的识别会很复杂。这种方法由英国遗传学家Sir Alec Jeffreys于1984年开发。遗传指纹识别也可用于识别群体性事件的受害者。未经同意采集DNA的行为称为基因盗窃。

基因工程

现代生物学和生物化学大量使用DNA。术语重组DNA是指人工构建和组装的DNA片段。它们可以以质粒的形式或通过其它类型的载体整合插入到生物体中。由此产生的生物被称为转基因生物。可用于生产重组蛋白，用于生物医学研究或农业栽培。

食品安全

2022年，国际标准化组织（ISO）发布两项国际标准，通过实时荧光PCR方法检测火鸡和鹅的特异DNA片段，实现了对食品和饲料中相关动物成分种类的鉴定。该方法标准的建立将有效遏制企业肉类掺假行为，对保障全球肉类真实性和饲料安全性发挥重要的技术支撑作用。

DNA的性质

DNA是高分子聚合物，其溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。