21.10
DNA 像一个扭曲的梯子。DNA 阶梯的梯级是互补的 含氮碱基对。根据碱基配对规则,腺嘌呤,一种嘌呤,与胸腺嘧啶配对,胸腺嘧啶是一种嘧啶,有两个氢键。鸟嘌呤,一种嘌呤,与胞嘧啶一起出现,胞嘧啶是一种嘧啶,带有三个氢键。但为什么嘌呤总是和嘧啶配对?由于空间限制,这是 DNA 的磷酸糖主链 所施加的空间限制,DNA 双螺旋结构的碱基对空间 只有 10.85 埃。嘌呤具有双环结构。因此,两个嘌呤加在一起太大,无法容纳在这个空间中。另一方面,如果我们把 仅包含一个环的两个嘧啶放在一起,它们之间的距离会太大,无法形成只有大约 2 埃长的氢键。但是,如果我们把一个嘌呤和一个嘧啶配对,它们就能完美地嵌入 DNA 螺旋结构中 并且足够接近,形成氢键。当一个氢原子距离一个电负性原子,例如氧或氮,大约 2 埃时,就可以形成氢键。腺嘌呤 带有一个氢原子,靠近氧和胸腺嘧啶。胸腺嘧啶带有一个氢原子,靠近氮和腺嘌呤。这导致两个氢键的形成。腺嘌呤不能与胞嘧啶形成氢键,因为胞嘧啶带有一个氢原子,占据了氧和胸腺嘧啶的位置。胸腺嘧啶中存在的氢原子 在胞嘧啶中不存在。类似的现象发生在鸟嘌呤胞嘧啶碱基对中,其中鸟嘌呤中的氧和胞嘧啶中的氧和氮各自位于氢的相对面,导致形成三个氢键,这在鸟嘌呤胸腺嘧啶碱基对中 不会发生。碱基配对的高度特异性,加上 DNA 复制酶的帮助,就是为什么腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对的原因。
埃尔文·查戈夫关于等效DNA的规则为发现DNA碱基对铺平了道路。 查戈夫规则表示,在双链 脱氧核糖核酸(DNA) 分子中,
沃森和克里克后来的研究表明,在双绞合 脱氧核糖核酸(DNA) 中, A 总是形成两个含 T 的氢键, G 始终使用 C 形成三个氢键。 该碱基配对保持 脱氧核糖核酸(DNA) 双螺旋的恒定宽度,因为 A-T 和 C-G 对的长度均为 10.85Å º C ,并整齐地安装在两个糖磷酸背骨之间。
碱对会导致其他分子无法接触氮化碱,直到氢化合物键分离。 但是,特定酶可以很容易地分解这些氢键,以执行必要的细胞过程,如 脱氧核糖核酸(DNA) 复制和转录。 由于 G-C 对的氢键多于 A-T 对,高百分比 G-C 对的 脱氧核糖核酸(DNA) 将需要更高的能量来分离两股 脱氧核糖核酸(DNA) ,而不是一股使用类似百分比的 A-T 对。
碱将其比喻为医学
正确的碱基配对对于忠实复制 脱氧核糖核酸(DNA) 至关重要。 碱类比是可以在 脱氧核糖核酸(DNA) 复制过程中替代标准 脱氧核糖核酸(DNA) 碱的分子。 这些类比是有效的抗病毒和抗癌剂,可抵抗肝炎,疱疹和白血病等疾病。 阿昔洛韦 (也称为“环己烷”) 是鸟嘌呤的碱模拟,通常用于疱疹单面病毒的治疗。 在 脱氧核糖核酸(DNA) 复制期间,阿昔洛韦的鸟嘌呤部分与腺素进行了照常配对;但是,由于它没有 3 英尺的核苷酸末端, 脱氧核糖核酸(DNA) 聚合酶无法继续形成碱对,复制也会终止。
DNA 像一个扭曲的梯子。DNA 阶梯的梯级是互补的 含氮碱基对。根据碱基配对规则,腺嘌呤,一种嘌呤,与胸腺嘧啶配对,胸腺嘧啶是一种嘧啶,有两个氢键。鸟嘌呤,一种嘌呤,与胞嘧啶一起出现,胞嘧啶是一种嘧啶,带有三个氢键。但为什么嘌呤总是和嘧啶配对?由于空间限制,这是 DNA 的磷酸糖主链 所施加的空间限制,DNA 双螺旋结构的碱基对空间 只有 10.85 埃。嘌呤具有双环结构。因此,两个嘌呤加在一起太大,无法容纳在这个空间中。另一方面,如果我们把 仅包含一个环的两个嘧啶放在一起,它们之间的距离会太大,无法形成只有大约 2 埃长的氢键。但是,如果我们把一个嘌呤和一个嘧啶配对,它们就能完美地嵌入 DNA 螺旋结构中 并且足够接近,形成氢键。当一个氢原子距离一个电负性原子,例如氧或氮,大约 2 埃时,就可以形成氢键。腺嘌呤 带有一个氢原子,靠近氧和胸腺嘧啶。胸腺嘧啶带有一个氢原子,靠近氮和腺嘌呤。这导致两个氢键的形成。腺嘌呤不能与胞嘧啶形成氢键,因为胞嘧啶带有一个氢原子,占据了氧和胸腺嘧啶的位置。胸腺嘧啶中存在的氢原子 在胞嘧啶中不存在。类似的现象发生在鸟嘌呤胞嘧啶碱基对中,其中鸟嘌呤中的氧和胞嘧啶中的氧和氮各自位于氢的相对面,导致形成三个氢键,这在鸟嘌呤胸腺嘧啶碱基对中 不会发生。碱基配对的高度特异性,加上 DNA 复制酶的帮助,就是为什么腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对的原因。
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