试述DNA的二级结构和空间结构。

参考答案: （1）DNA的二级结构——双螺旋结构。1953年，Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构具有下列特点：
1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成双螺旋结构，一条链的走向是5’→3’，另一条链的走向必定是3’→5’。碱基位于螺旋内侧，脱氧核糖与磷酸在螺旋外侧。一般为右手螺旋，表面有深沟、浅沟各一条。
2）螺旋直径为2nm，碱基相距0.34nm，每10对碱基形成一个螺旋，螺距3.4nm。
3）碱基平面垂直于螺旋中心轴。相邻碱基互相偏离36°，溶液中相邻碱基平面错开约20°，稳定双螺旋结构的力主要是相邻碱基平面间的碱基堆叠力，即VanderWaal力。
4）DNA分子的两条链严格按碱基配对规律，即A配T，G配C。对应碱基间靠氢键相连。A-T间2条氢键（A=T），G-C间3条氢键（G≡C.，形成互补链。
5）上述结构称为B-DNA，最为稳定。DNA因含水量的不同，其二级结构也显示一定差异，向其水溶液中加入乙醇，双螺旋可从B-DNA变向C-DNA，最后变成A-DNA。1979年Rich等又发现左手螺旋的DNA存在，因螺旋曲折呈锯齿状，故称为Z-DNA。肝癌诱发剂黄曲霉B₁，具有强烈阻碍B-DNA向Z-DNA转变的作用。DNA的基本功能是以基因形式携带遗传信息，通过复制与转录，使遗传信息代代相传，从而成为生命遗传繁殖和个体生命活动的物质基础。基因是指DNA分子中的特定区段，其所含核苷酸序列决定了表达的蛋白质分子的氨基酸序列，亦反映出基因的功能。
（2）DNA的超螺旋结构：原核生物的DNA分子会在双螺旋的基础上进一步扭转盘曲，形成超螺旋，使体积压缩。在真核生物的染色质中，组蛋白H₂A，H₂B，H₃和H₄各两分子组成八聚体，八聚体外绕有近两圈140～145个碱基对的DNA，构成一个核小体（nucleosomE.。各核小体之间由组蛋白Hi结合25～100个碱基对的DNA进行连接，组成串珠状结构，此即高等动物染色质的基本结构。串珠状结构进一步卷曲成筒状，即为染色质纤维，再进一步折叠，就形成了染色单体。人类细胞核中共有46条（23对）染色体，它们的DNA总长达1.7m，但经过折叠压缩，46条染色体总长不过200nm。