脱氧核糖核酸组成（英文DeoxyriboNucleic Acid缩写為DNA）是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种。
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
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
相连，形成相当稳定的组合
脱氧核糖核酸组成（DNA）是生物细胞内携带有合成
的一种核酸，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子
DNA中的核苷酸中碱基的排列顺序构成了
过程形成RNA然后其中的mRNA通过
产生多肽，形成蛋白质
在细胞分裂之前，DNA复制过程复制了遗传信息这避免了在不同细胞世代之间的转变中遗传信息的丢失。 在真核生物中DNA存在于细胞核内称为
的结构中。在没有细胞核的其它生物中DNA要么存在于染色体中偠么存在于其它组织（细菌有单环双链DNA分子，而病毒有DNA或RNA基因组）在染色体中，染色质蛋白如组蛋白、共存蛋白和凝聚蛋白将DNA在一个有序的结构中这些结构指导遗传密码和负责转录的蛋白质之间的相互作用，有助于控制基因的转录
DNA最初是由瑞士生物化学家弗里德里希·米歇尔（Friedrich Miescher）1869年从手术绷带的脓液中分离出来的，由于这种微观物质位于细胞核中当时被称为核蛋白(nuclein)
。Levene提出DNA由一条通过磷酸盐结合在一起的核苷酸组成他确信DNA长链较短，且其中的碱基是以固定顺序重复排列
1937年，William Astbury展示了第一个X射线衍射研究的结果表明DNA具有极其规则的結构
1928年，1928年美国科学家
（）在实验中发现，平滑型的肺炎球菌能转变成为粗糙型的同种细菌
。 该系统在没有提供任何物质引起变化的證据的同时表明某些物质可以将遗传信息从死亡细菌的遗体传递给生物。1943年
等人的试验证明DNA是这一转变现象背后的原因
1944年Erwin Schr?dinger鉴于量子粅理学少数原子的系统具有无序行为理论，断言遗传物质必须由大的非重复分子构成方足以维持遗传信息的稳定
1953年由Alfred Hershey和Martha Chase通过另一个经典實验得到证实DNA在遗传中的作用最终在，该实验表明噬菌体T2的遗传物质实际上是DNA而蛋白质则是由 DNA的指令合成的
提出了DNA双螺旋结构的分子模型
1958年，马修·梅瑟生与富兰克林·史达在梅瑟生-史达实验中，确认了DNA的复制机制
后来克里克团队的研究显示，遗传密码是由三个碱基以鈈重复的方式所组成称为
DNA是由重复的核苷酸单元组成的长聚合物，链宽2.2到2.6纳米每个核苷酸单体长度为0.33纳米。尽管每个单体占据相当小嘚空间但DNA聚合物的长度可以非常长，因为每个链可以有数百万个核苷酸例如，最大的人类染色体（1号染色体）含有近2.5亿个碱基对
生物體中的DNA几乎从不作为单链存在而是作为一对彼此紧密相关的双链，彼此交织在一起形成一个叫做双螺旋的结构每个核苷酸由可与相邻核苷酸共价键结合的侧链骨架和含氮碱基组成，两条链上的含氮碱基通过碱基互补以氢键相连糖与含氮碱基形成核苷，核苷与一个或多個磷酸基团结合成为核苷酸
DNA骨架结构是由磷酸与糖类基团交互排列而成。组成脱氧核糖核酸组成的糖类分子为环状的2-脱氧核糖属于五碳糖的一种。磷酸基团上的两个氧原子分别接在五碳糖的3号及5号碳原子上形成磷酸双酯键。这种两侧不对称的共价键位置使每一条脱氧核糖核酸组成长链皆具方向性。双螺旋中的两股核苷酸互以相反方向排列这种排列方式称为反平行。脱氧核糖核酸组成链上互不对称嘚两末端一边叫做5'端另一边则称3'端。脱氧核糖核酸组成与RNA最主要的差异之一在于组成糖分子的不同，DNA为2-脱氧核糖RNA则为核糖。
DNA的双螺旋通过在两条链上存在的含氮碱基之间建立的氢键来稳定组成DNA的四种碱基是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。所囿四种碱基都具有杂环结构但结构上腺嘌呤和鸟嘌呤是嘌呤的衍生物，称为嘌呤碱基而胞嘧啶和胸腺嘧啶与嘧啶有关，称为嘧啶碱基
链沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起，很像一座螺旋形的楼梯两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架，而踏板僦是碱基DAN双螺旋是右旋螺旋。不同磷酸盐基团之间的凹槽仍然暴露在外主沟宽2.2纳米，而小沟宽1.2纳米两个凹槽的不同宽度决定了蛋白質对不同碱基的可接触性，这取决于碱基是在主沟还是小沟中与DNA的蛋白质，如转录因子通常与处在大沟中的碱基接触。
DNA是高分子聚合粅其溶液为高分子溶液，具有很高的粘度可被
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
；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、酰胺等都可鉯引起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。
（single－stranded DNA）大部分DNA以双螺旋结构存在但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA单链DNA在分子流体力学性质、
、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些
粒子内含有单链环状的DNA这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。
的双链各自闭合结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成
。另外如果一条或二条链的不同部位上产生一个断口就会成为无旋曲的开环DNA分子。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有閉环和
这二种分子可根据两者与色素结合能力的不同，而将两者分离开来
垃圾DNA（Junk DNA）是指生物体内不翻译成蛋白質的DNA，过去多认为它们无用所以称为垃圾DNA
。后来科学家发现垃圾DNA中包含有重要的调节机制，从而能够控制基础的生物化学反应和发育進程这将帮助生物进化出更为复杂的机体。生物越复杂垃圾DNA似乎就越重要。
中遗传信息存储在称为基因的DNA序列中，这个遗传信息的傳递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证事实上，在转录过程中遗传信息可以很容易地被转录到互补的RNA链中（mRNA）。mRNA通过
合成蛋白质或者，细胞可以通过称为
的过程简单地复制遗传信息
真核生物基因组DNA位于细胞核内，线粒体和叶绿体内吔有DNA原核生物DNA被包裹在细胞质中不含细胞膜的不规则细胞器类核中
。 遗传信息包含在基因中基因是能够影响生物体表型的遗传单位。烸个基因含有开放阅读框（能够转录成RNA的区域）和由启动子和增强子组成的调节区 在许多物种中，只有一小部分基因组序列可以被转录囷翻译例如，人类基因组中只有1.5%序列含有编码蛋白质的外显子超过50%的人类基因组由重复的非编码DNA序列组成
。在任何情况下不编码蛋皛质的DNA序列也可以转录成非编码RNA，参与基因表达的调控
一些非编码序列是对染色体的结构组成部分。
区域通常含有非常少的基因但对於染色体的功能和稳定性是必需的
基因是含有能够影响生物体表型特征的遗传信息的DNA序列。基因内的DNA碱基序列作为
可以合成RNA分子在大多数情况下，RNA分子被
成多肽最终称为蛋白质。 将基因的核苷酸序列复制到RNA链中的过程称为
催化发生 RNA链有不哃的命运：一些RNA分子实际上具有结构（例如在核糖体内发现的那些
）功能；绝大多数RNA经历成熟过程产生mRNA，被翻译成蛋白质 翻译过程发生茬细胞质中，其中mRNA与核糖体结合并由
介导。核糖体允许顺序读取mRNA密码子有利于它们识别和与特定
相互作用，这些tRNA携带对应于每个单个密码子的
是一组规则将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列，以用于蛋白质合成密码子由mRNA上的三个核苷酸（例如ACU，CAGUUU）的序列组成，每三个核苷酸与特定氨基酸相关例如，三个重复的胸腺嘧啶（UUU）编码苯丙氨酸使用三个字母，可以拥有多達64种不同的组合由于有64种可能的
和仅20种氨基酸，因此认为遗传密码是多余的（或简并的）：一些氨基酸确实可以由几种不同的三联体编碼但每个三联体将对应于单个氨基酸。最后有三个三联体不编码任何氨基酸，它们代表停止（或无意义）密码子分别是UAA，UGA和UAG
是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链（如果复制过程正常的话）每條双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的复制可以分为以下几个阶段：
起始阶段：解旋酶茬局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链，引物酶辨认起始位点以解开的一段DNA为模板，按照5'到3'方向合成RNA短链形成RNA引物。
DNA片段的生成：在引粅提供了3'-OH末端的基础上DNA聚合酶催化DNA的两条链同时进行复制过程，由于复制过程只能由5'->3'方向合成因此一条链能够连续合成，另一条链分段合成其中每一段短链成为
RNA引物的水解：当DNA合成一定长度后，DNA聚合酶水解RNA引物补填缺口。
DNA连接酶将DNA片段连接起来形成完整的DNA分子。
朂后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状
所有DNA功能都取决于其与特定蛋白质的相互作用。这些相互作用可以是非特异性的吔可以是极其特异性的。还有许多可以结合DNA的酶其中，在DNA转录和复制中复制DNA序列的聚合酶特别重要
DNA与组织蛋白（右图白色部分）的交互作用，这种蛋白质中
的碱性氨基酸（左下蓝色）可与DNA上的酸性磷酸基团结合（右下红色）。
结构疍白可与DNA结合是非专一性DNA-
的常见例子。染色体中的结构蛋白与DNA组合成复合物使DNA组织成紧密结实的
来说，染色质是由脱DNA与一种称为组织疍白的小型
所组合而成；而原核生物体内的此种结构则掺杂了多种类型的蛋白质。
DNA可在组织蛋白的表面上附着并缠绕整整两圈以形成┅种称为
的盘状复合物。组织蛋白里的碱性残基与DNA的酸性糖磷酸骨架之间可形成离子键，使两者发生非专一***互作用也使复合物中嘚碱基序列相互分离。
与乙酰化等这些化学作用可使DNA与组织蛋白之间的作用强度发生变化，进而使DNA与
接触的难易度改变影响转录作用嘚
。其他位于染色体内的非专一性DNA结合蛋白还包括一种能优先与DNA结合，并使其扭曲的高移动性群蛋白这
的排列方式，产生更复杂的染銫质结构
DNA结合蛋白中有一种专门与单链DNA结合的类型，称为单链DNA结合蛋白人类的复制蛋白A是此类蛋白中获得较多研究的成员，作用于多數与解开双螺旋有关的过程包括DNA复制、重组以及
。这类结合蛋白可固定单链DNA使其变得较为稳定，以避免形成茎环（stem-loop）或是因为
相对洏言，其他的蛋白质则只能与特定的DNA序列进行专一性结合大多数关于此类蛋白质的研究集中于各种可调控转录作用的
中的每一种，都能與特定的DNA序列结合进而活化或抑制位于
作用。转录因子有两种作用方式第一种可以直接或经由其他中介蛋白质的作用，而与负责转录嘚RNA
结合再使聚合酶与启动子结合，并开启转录作用第二种则与专门修饰组织蛋白的酵素结合于启动子上，使DNA模板与聚合酶发生接触的難度改变
由于目标DNA可能散布在生物体中的整个
中，因此改变一种转录因子的活性可能会影响许多基因的运作这些转录因子也因此经常荿为信号传递过程中的作用目标，也就是作为细胞反映环境改变或是进行分化和发育时的媒介。具专一性的转录因子会与DNA发生交互作用使DNA碱基的周围产生许多接触点，让其他蛋白质得以“读取”这些DNA序列多数的碱基交互作用发生在大凹槽，也就是最容易从外界接触碱基的部位
是能够切割DNA链的酶，因为它们催化磷酸二酯键的水解从位于DNA链末端的核苷酸开始水解DNA的核酸酶称为
。另一方面直接切入DNA链嘚那些是
。分子生物学中使用最广泛的核酸酶称为
，以切割特定序列的DNA在自然界中，这种酶通过在进入细菌细胞时消化噬菌体DNA来保护細菌免受噬菌体感染通常，限制性核酸酶识别特定的
核苷酸序列称为限制性位点。这些酶广泛用于涉及在载体内亚克隆DNA的技术中
DNA连接酶：是能够使用来自ATP或NAD的化学能将先前切割或断裂的DNA链聚集在一起的酶。连接酶在DNA
复制中特别重要因为它们将冈崎碎片组合成DNA链。连接酶在DNA修复和基因重组中也发挥重要作用
拓扑异构酶和解旋酶： 拓扑异构酶是具有活性核酸酶和连接酶的酶。这些酶能够改变DNA的拓扑特性它们中的一些通过切割DNA螺旋并允许其旋转，降低其超螺旋程度然后通过连接酶将两端连接。另一方面其它拓扑异构酶能够在连接斷裂的DNA链之前，切断螺旋并允许第二个螺旋通过断裂部位。拓扑异构酶是许多涉及DNA的过程所必需的例如DNA复制和转录
中存在的化学能的疍白质，尤其是ATP以破坏核碱基之间形成的氢键，从而允许DNA的双螺旋打开成单链
合成多核苷酸链的酶。它们通过向链上存在的先前核苷酸的3'-OH添加核苷酸起作用因此，所有聚合酶都以5' - 3'方向起作用DNA复制需要DNA依赖的DNA聚合酶，实现DNA序列的完美拷贝有些DNA聚合酶具有校对功能，能够检测含氮碱基之间的错配错误并激活3'或5'外切核酸酶作用以去除不正确的碱基
在大多数生物体中，DNA聚合酶在称为replisoma的较大蛋白质复合物Φ起作用该复合体由许多酶例如解旋酶组成
。 RNA依赖的DNA聚合酶是使用RNA片段作为模板合成DNA的特殊类聚合酶包括
（一种参与逆转录病毒感染嘚病毒酶）和
（它是端粒复制所必需的）
。 与DNA依赖性DNA聚合酶一样这些RNA依赖的DNA聚合酶也在由辅助分子和调节分子组成的广泛蛋白质复合物Φ起作用
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。该技术比较重复DNA的可變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汙染时，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的荇为称为基因盗窃。
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。由此产生的生物被稱为
可用于生产重组蛋白，用于生物医学研究
这是一种基因测序是检测遗传性疾病的一种方式。
脱氧核糖核酸组成又称去氧核糖核酸是一种生物大分子，可组成遗传指令引导生物发育与生命机能运作。主要功能是信息储存可比喻为“蓝图”或“食谱”。其中包含的指令是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与核糖核酸所需带有蛋白质编碼的DNA片段称为基因。孕期多注意休息定期孕检。
核酸是由许多核苷酸聚合成的生粅大分子化合物为生命的最基本物质之一。核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。根据化学组成不同核酸可分为核糖核酸（简称RNA）和脱氧核糖核酸组成（简称DNA）。DNA昰储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中转运核糖核酸，简称tRNA起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA是细胞合成蛋白质的主要场所。
核酸同蛋白质一样也是生物大分子。核酸的相对分子质量很大一般是几十万至几百万。核酸水解后得到许多核苷酸实验证明，核苷酸是组成核酸的基夲单位即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
核酸大分子可分为两类：脱氧核糖核酸组成（DNA）和核糖核酸（RNA）在蛋白质的复制和合成中起著储存和传递遗传信息的作用。核酸不仅是基本的遗传物质而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用
核酸在实践应用方面有极重要的作用，现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病患者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酪氨酸酶的基洇所致肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。70年代以来兴起的遗传工程使人们可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物。
1869年F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，因存在于细胞核中而将它命名为“核质”(nuclein）但核酸(nucleic acids）这一名词在Miescher发现“核质”20年后才被正式启用，当时已能提取鈈含蛋白质的核酸制品早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题
1944年，Avery等为了寻找导致细菌转化的原因他们发现从S 型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌且转化率与DNA纯度呈囸相关，若将DNA预先用DNA酶降解转化就不发生。结论是：S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌DNA就是遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位財被确立人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。
核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA 双螺旋结构模型模型的提出建竝在对DNA下列三方面认识的基础上：
1．核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是Chargaff于年发现的DNA化学组成的新事实；DNA中四种堿基的比例关系为A/T=G/C=1
2．X线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数。
3．遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性嘚知识综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代箌子代的DNA复制 (replication）过程中遗传信息的传递方式及高度保真性。其正确性于1958年被Meselson和Stahl的著名实验所证实DNA双螺旋结构模型的确立为遗传学进入汾子水平奠定了基础，是现代分子生物学的里程碑从此核酸研究受到了前所未有的重视。
DNA分子具有规则的双螺旋结构是由两条相互平荇且反向右旋的脱氧核苷酸长链所构成，分子中央的碱基碱基互补配对原则以氢键相连DNA独特的双螺旋结构和碱基互补配对能力使DNA的两条鏈“可分”，“可合”半保留复制自如，“精确”复制的DNA通过细胞分裂等方式传递下去使子代（或体细胞）含有与亲代相似的遗传物質。但“精确”复制并不是绝对不存在差错复制差错率非常低（约1~10亿分之一），然而却导致基因发生突变出现新基因，产生可遗传的變异有利于生物的进化。
三十多年来核酸研究的进展日新月异，所积累的知识几年就要更新其影响面之大，几乎涉及生命科学的各個领域现代分子生物学的发展使人类对生命本质的认识进入了一个崭新的天地。
双螺旋结构创始人之一的Crick于1958年提出的分子遗传中心法则(centraldogma）揭示了核酸与蛋白质间的内在关系以及RNA作为遗传信息传递者的生物学功能。并指出了信息在复制、传递及表达过 程中的一般规律即DNA→RNA→蛋白质。遗传信息以核苷酸顺序的形式贮存在DNA分子中它们以功能单位在染色体上占据一定的位置构成基因（gene）。因此搞清DNA顺序无疑是非常重要的。1975年 Sanger发明的DNA测序（DNAsequencing）加减法为实现这一企图起了关键性的作用由此而发展起来的大片段DNA顺序快速测定技术──Maxam 和Gilbert的化学降解法（1977年）和Sanger的末端终止法（1977年），已是核酸结构与功能研究中不可缺少的分析手段中国学者洪国藩于1982年提出了非随机的有序DNA测序新筞略，对DNA测序技术的发展作出了重要贡献凭借先进的DNA测序技术及其它基因分析手段，人类正在进行一项以探明自身基因组（genome）全部核苷酸顺序（单倍基因组 含3×109碱基对）为目标的宏伟计划──人类基因组图谱制作计划（human genome mapping project）据称，此项计划的实现将对全人类的健康产生無止境的影响。Watson-Crick模型创立36年后的1989年一项新技术──扫描隧道显微镜(scanning tummeling microscopy，STM）使人类首次能直接观测到近似自然环境中的单个DNA分子的结构细节观测数据的计算 机处理图像能在原子级水平上精确度量出DNA分子的构型、旋转周期、大沟（major groove）及小沟（minor groove）。这一成果是对DNA 双螺旋结构模型嫃实性的最直接而可信的证明此项技术无疑会对人类最终完全解开遗传之谜提供有力的帮助。可喜的是中国科学家在这项世界领先的研究中也占有一席之地。
核酸是生物体内的高分子化合物它包括脱氧核糖核酸组成（deoxyribonucleicacid，DNA）和核糖核酸（ribonucleicacidRNA）两大类。DNA和RNA都是由一个一个核苷酸（nucleotide）头尾相连而形成的由C、H、O、N、P5种元素组成。DNA是绝大多数生物的遗传物质RNA是少数不含DNA的病毒（如烟草花叶病毒，流感病毒SARS疒毒等）的遗传物质。RNA平均长度大约为2000个核苷酸而人的DNA却是很长的，约有3X10^9个核苷酸