脱氧核糖核酸

氧核糖核酸（英语：deoxyribonucleic acid，缩写：DNA）又称氧核糖核酸，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。主要功能是资讯储存，可比喻为“蓝图”或“配方”[1]。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。带有蛋白质编码的DNA片段称为基因。其他的DNA序列，有些直接以本身构造发挥作用，有些则参与调控遗传讯息的表现。

DNA是一种长链聚合物，组成单位称为核苷酸，而糖类与磷酸藉由酯键相连，组成其长链骨架。每个糖单位都与四种碱基里的其中一种相接，这些碱基沿著DNA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，是蛋白质氨基酸序列合成的依据。读取密码的过程称为转录，是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如核糖体RNA、小核RNA与小干扰RNA。

在细胞内，DNA能组织成染色体结构，整组染色体则统称为基因组。染色体在细胞分裂之前会先行复制，此过程称为DNA复制。对真核生物，如动物、植物及真菌而言，染色体是存放于细胞核内；对于原核生物而言，如细菌，则是存放在细胞质中的拟核里。染色体上的染色质蛋白，如组织蛋白，能够将DNA组织并压缩，以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用，进而调节基因的转录。

一股脱氧核糖核酸上所具有的各类型含氮碱基，都只会与另一股上的一个特定类型碱基产生键结。此种情形称为互补性碱基配对。嘌呤与嘧啶之间会形成氢键，在一般情况下，A只与T相连，而C只与G相连。因此排列于双螺旋上的核苷酸，便以这种称为碱基对的方式相互联结。除此之外，与脱氧核糖核酸序列无关的疏水性效应，以及π重叠效应所产生的力，也是两股脱氧核糖核酸能维持结合状态的原因[2]。由于氢键比共价键更容易断裂，这使双股脱氧核糖核酸可能会因为机械力或高温作用，而有如拉炼一般地解开[3]，这种现象被称为DNA变性。由于互补的特性，使位于双股序列上的讯息，皆以双倍的形式存在，这种特性对于脱氧核糖核酸复制过程来说相当重要。互补碱基之间可逆且具专一性的交互作用，是生物脱氧核糖核酸所共同拥有的关键功能[4]。

两种不同的碱基对分别是以不同数目的氢键结合：A-T之间有两条；G-C之间则有三条（如本段上方左图所示）。多一条氢键使GC配对的稳定性高于AT配对，也因此两股脱氧核糖核酸的结合强度，是由GC配对所占比例，以及双螺旋的总长度来决定。当脱氧核糖核酸双螺旋较长且GC含量较高时，其双股之间的结合能力较强；长度较短且AT含量较高时，结合能力则较弱[5]。双螺旋上有某些部位必须能够轻易解开，这些部位通常含有有较多的AT配对，例如细菌启动子上一段含有TATAAT序列的普里布诺盒[6]。在实验室中，若找出解开氢键所需的温度，也就是所谓熔点（T_m），便能计算出两股之间的结合强度。当脱氧核糖核酸双螺旋上所有的碱基配对都解开之后，溶液中的两股脱氧核糖核酸将分裂成独立的分子。单股脱氧核糖核酸分子并无固定的形体，但仍有某些形状较为稳定且常见[7]。