
【化】 deoxynucleotide; deoxyribonucleotide; deoxyribotide
脫氧核苷酸(Deoxyribonucleotide)是構成DNA分子的基本結構單元,由三個部分組成:脫氧核糖(五碳糖)、磷酸基團和含氮堿基。其英文名稱"deoxyribonucleotide"由前綴"deoxy-"(表示脫氧)、"ribo-"(核糖)和"nucleotide"(核苷酸)構成,直觀反映了該分子相較于核糖核苷酸缺少一個氧原子的特征。
從生物化學結構來看,脫氧核苷酸的組成包含:
在遺傳信息存儲中,脫氧核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵連接形成DNA鍊,其排列順序構成遺傳密碼。每個脫氧核苷酸的堿基遵循沃森-克裡克配對原則(A-T,C-G),确保DNA雙螺旋結構的穩定性。美國國家生物技術信息中心(NCBI)的分子生物學數據庫證實,人類基因組包含約30億個脫氧核苷酸對。
根據《生物化學原理》(Lehninger Principles of Biochemistry)的論述,脫氧核苷酸在DNA複制過程中通過DNA聚合酶催化形成新鍊,這一過程需要三磷酸脫氧核苷(dNTPs)提供能量和原料。細胞中脫氧核苷酸的濃度受核糖核苷酸還原酶嚴格調控,該酶能将核糖核苷酸轉化為脫氧形式。
脫氧核苷酸是構成DNA(脫氧核糖核酸)的基本結構單位,其核心功能是存儲和傳遞遺傳信息。以下從結構、組成、功能及類型四個方面詳細解釋:
脫氧核糖
脫氧核糖是一種五碳糖(戊糖),比核糖少一個羟基(—OH),其第二個碳原子連接的是氫原子(—H),而非羟基。這一結構差異使得DNA更穩定,適合長期保存遺傳信息。
磷酸基團
磷酸通過磷酸二酯鍵連接相鄰兩個脫氧核糖的3'和5'碳原子,形成DNA鍊的“骨架”,構成雙螺旋結構的外側。
含氮堿基
包括兩類堿基:
遺傳信息載體
脫氧核苷酸通過堿基互補配對(A-T、C-G)形成雙螺旋結構,堿基序列編碼遺傳指令。
DNA合成原料
以三磷酸形式(如dATP、dCTP等)參與DNA複制,提供能量和單體,通過聚合酶催化形成磷酸二酯鍵。
根據堿基種類分為:
特征 | 脫氧核苷酸 | 核苷酸(RNA) |
---|---|---|
戊糖類型 | 脫氧核糖(—H) | 核糖(—OH) |
嘧啶堿基 | 胸腺嘧啶(T) | 尿嘧啶(U) |
穩定性 | 更高(抗水解) | 較低 |
在體内,脫氧核苷酸通過核糖核苷酸還原酶催化核糖核苷酸還原生成,這一過程需要NADPH提供還原力,并受嚴格調控以确保DNA複制的準确性。
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