核甘酸Nucleic Acids與去氧核醣核酸DNA

探索生命《生物學》14

核甘酸紀錄合成蛋白質的基因指令 Nucleic Acids Encode Genetic Instructions for Synthesizing Proteins

1.       生物體內的第四類有機化合物是核甘酸nucleic acids，核甘酸是建構遺傳基因的材料。

2.       核甘酸也是發送訊息的物質，載送細胞核的資訊到其他的細胞構造（胞器），這些訊息主控蛋白質的合成，因此決定了細胞構造特徵，與細胞其他官能性活動。

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3.       就像多醣與蛋白質，核甘酸分子是由許多更小的基礎單元組合成的長條聚合體。

4.       核甘酸分子鍊的建造單位稱為核酸nucleotides，核酸又是由更小的單元組成，分別是：五碳醣、磷酸原子團和含氮有機鹼。五碳醣與磷酸與氮鹼共價鍵結。

DNA是基因資訊的主要儲藏室 DNA Is the Primary Repository for the Genetic Information

5.       去氧核醣核酸 Deoxyribonucleic acid，簡稱為DNA，是構成基因的核甘酸。DNA由四種不同的核甘酸單元組成，這四種核甘酸的醣類都是去氧核醣deoxyribose，但是氮鹼則不同。

6.       其中二種構成DNA的核甘酸的「氮鹼」是腺嘌呤adenine和鳥糞嘌呤guanine是雙環構造，都屬於「嘌呤purines」類；另外兩種構成DNA的核甘酸的氮鹼是胞嘧啶cytosine和 胸腺嘧啶thymine，是單環構造，隸屬於「嘧啶pyrimidines」。

7.        DNA分子的核甘酸鍵結的方式是，每一個核甘酸的「醣」與另一個核甘酸的「磷酸原子群」連接，按照這個順序一個接著一個，連成一長串DNA分子，稱為多聚體polymer；醣和磷酸原子團主鍊的側邊是氮鹼。四種不同的核甘酸的排列順序，會決定合成蛋白質的胺基酸順序。

8.        單股DNA分子無法單獨存在，DNA一定是雙股分子鍊，一對一對的核甘酸分子並排，接連而上，好像階梯一樣，而氮鹼組成的橫樑就是就是梯子的一橫一橫的踏板。

9.        二股DNA分子鍊透過氮鹼之間的氫鍵連接。最後雙股DNA分子扭曲成雙股螺旋；DNA雙股螺旋模型在1953由James D. Watson和Francis Crick提出，這是基因分子研究的里程碑。

10.     為什麼雙股DNA分子有可以規律地螺旋扭曲？第一、DNA梯子的每一橫樑都是由嘌呤（雙環）與嘧啶（單環）組成，按照這個規則組合的結果梯子的每一橫槓長度都一樣，也因此構成的規律曲折的螺旋。

11.     第二、當其中一股DNA的氮鹼是雙環的「腺嘌呤adenine」，另一股DNA配對的單環一定是「胸腺嘧啶thymine」；同樣地，如果雙環是「鳥糞嘌呤guanine」，另一個配對的單環一定是「胞嘧啶cytosine」。只有這樣的配對法能在二個鹼基之間形成形成氫鍵。

12.     每一對鹼基左右交換不會更改梯子橫槓的寬度，不會影響DNA分子結構（A－T或T－A；G－C或C－G），因此四種鹼基總共可以組成四種DNA梯子的橫樑（DNA分子的橫軸）。

13.     每一條單股DNA鍊的鹼基序列，只有一種相對應的單股DNA鍊的鹼基序列。因此，細胞分裂時，將二股DNA分開來，依據其中一股DNA去複製相對應的DNA，會複製出一模一樣的雙股DNA，最後複製出一模一樣的二個細胞。

14.     徐弘毅：DNA分子呈現雙股螺旋狀有幾個好處：1.記錄基因的鹼基被醣和磷酸原子團保護在裡面，不容易破壞。2.縮小使用空間。3.雙股螺旋好像副本，其中一股螺旋的部分DNA出問題，還可以利用另一股螺旋為版本修復。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》 ；圖片來源：Dnareplication.info、Applejacksgirl.blogspot.com、Geneticssuite.net