環狀DNA英文解釋翻譯、環狀DNA的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 circular DNA
分詞翻譯:
環狀的英語翻譯:
circularity; ring
【醫】 crico-
專業解析
環狀DNA(Circular DNA)是指其分子結構呈閉合環狀的雙鍊或單鍊DNA分子。這種拓撲結構與常見的線狀DNA不同,在生物體内具有獨特的生物學功能和存在意義。以下是其詳細解釋:
一、 核心定義與結構特征
- 形态描述: 環狀DNA分子的兩條核苷酸鍊(雙鍊)或單條核苷酸鍊(單鍊)首尾相連,形成一個沒有遊離末端的閉合環狀結構。這種結構使其在物理和化學性質上區别于線狀DNA。
- 拓撲特性: 由于其閉環特性,環狀DNA可以形成超螺旋結構(Supercoiled DNA)。這是DNA雙螺旋進一步螺旋化形成的更緊密的盤繞狀态,能有效壓縮分子長度,對DNA在細胞内的包裝、複制和轉錄調控至關重要。根據螺旋方向,超螺旋可分為正超螺旋(與雙螺旋同向)和負超螺旋(與雙螺旋反向),後者在自然界中更為常見。
二、 生物學分布與功能
- 原核生物基因組: 絕大多數細菌和古菌的染色體DNA是大型的雙鍊環狀DNA分子。這是其遺傳物質的主要載體,包含了生物生存和繁殖所需的大部分基因。
- 細胞器基因組: 真核細胞中的線粒體和葉綠體擁有自己獨立的環狀DNA基因組(通常為雙鍊)。這些基因組編碼部分細胞器自身功能所需的蛋白質和RNA,遵循母系遺傳規律(線粒體DNA是重要的遺傳标記)。
- 質粒: 質粒是存在于細菌等原核生物及部分真核生物(如酵母)細胞中,獨立于染色體外的小型雙鍊環狀DNA分子。它們通常攜帶非必需但有益的基因,如抗生素抗性基因、毒素基因或參與特殊代謝途徑的基因。質粒是基因工程中最重要的載體工具之一。
- 病毒基因組: 某些病毒(如乳頭瘤病毒、多瘤病毒、某些噬菌體)的基因組是環狀DNA(雙鍊或單鍊)。這種結構有助于病毒基因組的有效包裝和複制。
- 環狀DNA片段: 在真核生物細胞核内,也存在一些較小的環狀DNA分子,例如由染色體外擴增産生的環狀DNA或某些特定生理病理過程(如衰老、癌症)中産生的染色體外環狀DNA(eccDNA)。
三、 功能意義
- 結構穩定性: 環狀結構本身提供了物理穩定性,沒有遊離末端不易被核酸外切酶降解。
- 複制機制: 環狀DNA通常采用θ型複制或滾環複制等特殊機制進行複制,這些機制高效且適應其閉環特性。
- 基因表達調控: 超螺旋程度可以影響DNA雙鍊的解鍊難度,從而調控基因的轉錄活性。負超螺旋通常有利于轉錄起始。
- 遺傳工具: 質粒作為環狀DNA,因其易于操作、複制和攜帶外源基因的特性,成為分子克隆、基因治療和生物技術研發的核心載體。
權威參考來源:
- 美國國家生物技術信息中心: 提供了關于DNA結構、拓撲學(包括超螺旋)、原核生物染色體、質粒、線粒體DNA等基礎知識的權威定義和詳細闡述。
- 《自然》期刊旗下資源: 發表大量關于環狀DNA(包括染色體外環狀DNA)在基礎生物學、進化、疾病(如癌症)中作用的前沿研究綜述和論文。
- 國際人類基因組計劃資源: 其教育和科普資源清晰地解釋了不同生物體基因組結構(包括環狀與線狀),以及線粒體DNA等的重要性。
- 《分子生物學》經典教材: Alberts, Lodish, Watson等編著的經典教材系統性地闡述了環狀DNA的結構、拓撲異構酶的作用、複制方式(如滾環複制)以及在原核生物、細胞器和病毒中的功能。
網絡擴展解釋
環狀DNA是一種特殊的DNA形态,其分子首尾相連形成閉合環狀結構,主要具有以下特點:
一、基本定義
環狀DNA指空間結構呈環狀的DNA分子,分為單鍊環狀和雙鍊環狀兩種類型。這種結構常見于質粒、細菌染色體、病毒以及真核生物的線粒體和葉綠體中。
二、結構特性
- 閉合環狀:DNA鍊通過共價鍵首尾連接,形成物理閉環,無遊離末端。
- 超螺旋結構:共價閉合的環狀DNA(cccDNA)因鍊内張力形成超螺旋,分為正超螺旋和負超螺旋。負超螺旋對基因的轉錄和複制至關重要。
- 穩定性強:比線性DNA更緊密,抗外界破壞能力更強。
三、存在形式與功能
類型 |
存在位置 |
功能特點 |
雙鍊環狀DNA |
細菌拟核區、質粒、線粒體等 |
儲存遺傳信息,參與基因重組 |
單鍊環狀DNA |
某些病毒(如噬菌體φX174) |
複制時需轉化為雙鍊形式 |
超螺旋cccDNA |
乙肝病毒基因組等 |
維持病毒DNA的穩定性和複制活性 |
四、生物學意義
環狀DNA因其結構特點,在基因工程中常被用作載體(如質粒),也解釋了原核生物基因組的緊湊性。其重複序列可能攜帶更多遺傳信息。
如需進一步了解環狀DNA的超螺旋形成機制或具體應用場景,可參考分子生物學教材或基因工程研究文獻。
分類
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