DNA

DNA（为英文Deoxyribonucleic acid的缩写），又称脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是基因组组成，有时被称为“遗传微粒”。DNA是一种分子，可组成遗传指令，以引导生物发育与生命机能运作。主要功能是长期性的资讯储存，可比喻为“蓝图”或“食谱”。其中包含的指令，是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与RNA所需。带有遗传讯息的DNA片段称为基因，其他的DNA序列，有些直接以自身构造发挥作用，有些则参与调控遗传讯息的表现。

最早分离出DNA的弗雷德里希·米歇尔是一名瑞士医生，他在1869年，从废弃绷带里所残留的脓液中，发现一些只有显微镜可观察的物质。由于这些物质位于细胞核中，因此米歇尔称之为“核素”。1919年，菲巴斯·利文进一步辨识出组成DNA的碱基、糖类以及磷酸核苷酸单元。1937年，威廉·阿斯特伯里完成了第一张X光衍射图。1943年，奥斯瓦尔德·埃弗里等人确定DNA是造成细菌转型的因子。1953年，詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克提出了DNA双螺旋结构模型。1962年，沃森、克里克以及威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。人类基因组计划于1990年代展开，2001年发布了人类基因组序列草图。

一级结构

DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段。1975年，吉尔伯特和桑格分别创立了DNA一级结构的快速测定方法。人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对。

二级结构

1953年，沃森和克里克提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构。双螺旋有多种类型，主要分成A、B和Z三类。B构型最接近细胞中的DNA构象。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕。

DNA的复制为半保留复制。双螺旋结构解旋后，每条链分别作模板合成新链。复制过程包括解旋、引发、延伸和终止。端粒和端粒酶保护染色体末端。

突变原可对DNA造成损害，包括氧化剂、烷化剂、高能电磁辐射等。紫外线会造成胸腺嘧啶二聚体。辐射和化学物质可导突变。DNA嵌入剂如溴化乙锭可抑制转录与复制。

DNA重组技术始于1972年，保罗·伯格首次成功重组DNA分子。该技术可用于生产胰岛素、干扰素等药物，以及基因工程疫苗。基因诊断和基因治疗在遗传病、肿瘤等领域有应用。人类基因组计划揭示了全部人类基因。

DNA分型鉴定是鉴定亲子关系最常用的方法。通过检测多个DNA位点的等位基因，可确定亲子关系，准确率极高。

• Watson JD, Crick FH. Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature, 1953, 171(4356): 737-738.
• Miescher F. Ueber die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen. Medizinisch-chemische Untersuchungen, 1871, 4: 441-460.
• 詹姆斯·沃森, 弗朗西斯·克里克. 脱氧核糖核酸的结构. 自然, 1953.
• 人类基因组计划. 科学, 2001.