DNA 的结构 · DNALab
DNA 双螺旋结构:像沃森和克里克一样,调节螺距、半径和链数,让计算的 X 射线衍射图样与照片 51 号吻合;亲手组装脱氧核苷酸、按互补配对补全另一条链,再把“梯子”扭成右手双螺旋;按 PDB 1BNA 晶体结构生成任意序列的原子模型,点碱基对看氢键,碱基计算器实时验证查哥夫规则。
章节内容
照片 51 号
1952 年,富兰克林用 X 射线照射拉成细丝的 DNA 纤维,拍到了著名的照片 51 号:一个“X”形的十字,上下各有一个很强的斑点。
右边的底片左半边是按你设定的螺旋计算出的衍射图样,右半边是实测图样。调节螺距、每圈碱基对数、半径和链数,让两半对上——你就像沃森和克里克一样,从照片里读出了 DNA 的形状。
X 形说明 DNA 是螺旋;上下的强斑点对应相邻碱基对之间 0.34 nm 的距离;X 的张角给出螺距和直径。
动手搭 DNA 模型
DNA 的基本单位是脱氧核苷酸:一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。左边的链 I 已经搭好,先组装一个脱氧核苷酸,再把另一条链补完整。
两条链之间的碱基按互补配对原则通过氢键相连:A 与 T 配对,G 与 C 配对。故意配错试试——嘌呤与嘌呤太宽,嘧啶与嘧啶太窄。
最后确定链 II 的方向,再把“梯子”扭成右手双螺旋。
DNA 双螺旋的结构
DNA 由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋。脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧,两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
模型按 X 射线晶体结构(PDB 1BNA)生成。点一个碱基对看氢键:A–T 之间 2 个,G–C 之间 3 个。
在右侧改写序列,读数会实时验证查哥夫规则:A = T、G = C,嘌呤数 = 嘧啶数。
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