脫氧核糖核酸

脫氧核醣核酸（粵拼：tyut3 joeng5 hat6 tong4 hat6 syun1），又叫 DNA（粵拼：di1 en1 ei1），係英文學名 deoxyribonucleic acid 嘅簡寫，同叫去氧核醣核酸，係一種分子，可以組成遺傳指令，用嚟引導生物發育同生命機能嘅運作，主要係長期性資訊儲存。裏面包含嘅指令，係建造細胞嘅化合物（例如蛋白質同RNA）用得着嘅。帶有遺傳訊息嘅DNA片段叫做基因。

DNA雙螺旋

1953年James D. Watson同埋Francis Crick發現DNA係雙螺旋構造。

物理同化學性質

脫氧核醣核酸嘅化學結構。

脫氧核醣核酸係一種由核苷酸重複排列組成嘅長鏈聚合物^[1][2]，寬度約莫22到24埃（2.2到2.4納米），每一個核苷酸單位就大約長3.3埃（0.33納米）^[3]。喺成個脫氧核醣核酸聚合物入面，可能有幾百萬個連住嘅核苷酸。例如人類細胞入面最大嘅1號染色體入面，就有2億2千萬個鹼基對^[4]。通常喺生物體入面，脫氧核醣核酸唔係單一分子，而係形成兩條兩條配對同緊密結合^[5][6]，而且好似蔓藤咁纏繞做雙螺旋結構嘅分子。每個核苷酸分子嘅磷酸同脫氧核醣會互相連結，做成長鏈骨架；另一部分叫做鹼基，可以令一對嘅兩條脫氧核醣核酸互相結合。所謂核苷酸，係指一個核苷加一個或者多過一個磷酸基團，核苷就係指一個鹼基加一個糖類分子^[7]。

脫氧核醣核酸骨架是由磷酸同糖類基團交互排列整成^[8]。組成脫氧核醣核酸嘅糖類分子係環狀嘅2-脫氧核醣，屬於五碳糖嘅一種。磷酸基團上嘅兩個氧原子分別連喺五碳糖喺3號同5號碳原子上面，形成磷酸雙酯鍵。呢種兩邊唔對稱嘅共價鍵位，令條條脫氧核醣核酸長鏈都有方向性。雙螺旋入面嘅兩個核苷酸互相用相反方向排列，呢種排列方式叫做反平行。脫氧核醣核酸鏈上互相唔對稱嘅兩末端一邊叫做5'端，另一邊就叫做3'端。脫氧核醣核酸同RNA最主要嘅唔同之一，係响組成糖分子嘅不同，DNA係2-脫氧核醣，而RNA係核醣^[6]。

化學修飾同埋DNA包裝嘅改變

鹼基修飾同埋DNA包裝

想知多啲：[[:DNA甲基化]]同[[:染色質重塑]]

胞嘧啶	5-甲基胞嘧啶	胸腺嘧啶

胞嘧啶有冇5-甲基嘅結構。脫氨基作用將5-甲基胞嘧啶轉化做胸腺嘧啶。

基因嘅表達受到DNA喺染色體入面點樣包裝影響，呢個結構叫做染色質。鹼基修飾可能同包裝有關，基因表達低或者冇基因表達嘅區域通常都含有高水平嘅甲基化 胞嘧啶鹼基。DNA包裝同埋佢對基因表達嘅影響都可以通過組蛋白蛋白質核心嘅共價修飾嚟發生，DNA就係圍繞住呢個核心喺染色質結構入面包裝，又或者通過染色質重塑複合物進行嘅重塑嚟發生（睇染色質重塑）。仲有，DNA甲基化同埋組蛋白修飾之間有串擾，所以佢哋可以協調噉影響染色質同埋基因表達。^[9]

舉個例，胞嘧啶甲基化產生5-甲基胞嘧啶，呢個對於染色體嘅X染色體失活好重要。^[10] 平均甲基化水平喺唔同生物之間有所不同——秀麗隱桿線蟲缺乏胞嘧啶甲基化，而脊椎動物嘅水平較高，佢哋DNA入面最多有1%含有5-甲基胞嘧啶。^[11] 雖然5-甲基胞嘧啶好重要，但係佢可以脫氨基作用，留低一個胸腺嘧啶鹼基，所以甲基化嘅胞嘧啶特別容易突變。^[12] 其他鹼基修飾包括細菌入面嘅腺嘌呤甲基化、腦入面存在5-羥甲基胞嘧啶，仲有尿嘧啶嘅糖基化作用，喺動基體生物入面產生「J-鹼基」。^[13][14]

損壞

想知多啲：[[:DNA自然損壞]]、[[:突變]]同[[:DNA損壞衰老理論]]

[[File:Benzopyrene DNA adduct 1JDG.png|thumb|right|一個共價加合物喺代謝激活形式嘅[[苯並[a]芘|苯並[a]芘]]（煙草煙霧入面嘅主要誘變劑），同埋DNA^[15]]]

DNA可以俾好多種誘變劑損壞，呢啲誘變劑會改變DNA序列。誘變劑包括氧化劑、烷基化劑，仲有高能量電磁輻射，例如紫外線同埋X射線。產生嘅DNA損壞類型取決於誘變劑嘅類型。例如，紫外線可以通過產生胸腺嘧啶二聚體嚟損壞DNA，呢啲二聚體係嘧啶鹼基之間嘅交聯。^[16] 另一方面，自由基或者過氧化氫等氧化劑會產生多種形式嘅損壞，包括鹼基修飾，尤其係鳥嘌呤嘅修飾，同埋雙鏈斷裂。^[17] 一個典型嘅人類細胞包含大約15萬個已經遭受氧化損壞嘅鹼基。^[18] 喺呢啲氧化損傷入面，最危險嘅係雙鏈斷裂，因為呢啲斷裂好難修復，而且可以產生點突變、基因插入、DNA序列嘅缺失，同埋染色體易位。^[19] 呢啲突變可以導致癌症。由於DNA修復機制存在固有嘅限制，如果人類活得夠長，佢哋最終都會患上癌症。^[20][21] DNA自然損壞，由於產生活性氧物質嘅正常細胞過程、細胞水嘅水解活性等等，呢啲DNA損壞都經常發生。雖然大多數呢啲損壞都會被修復，但係喺任何細胞入面，即使修復過程發揮作用，都可能仲有啲DNA損壞留低。呢啲留低嘅DNA損壞會隨著年齡喺哺乳動物嘅有絲分裂後組織入面積累。呢種積累似乎係衰老嘅一個重要潛在原因。^[22][23][24]

好多誘變劑可以嵌入兩個相鄰鹼基對之間嘅空間，呢個叫做「嵌入」。大多數嵌入劑都係芳香性同埋平面分子；例子包括溴化乙錠、吖啶、柔紅黴素同埋阿黴素。要想嵌入劑嵌入鹼基對之間，鹼基必須分開，通過解開雙螺旋嚟扭曲DNA鏈。呢個會抑制轉錄同埋DNA複製，導致毒性同埋突變。^[25] 因此，DNA嵌入劑可能係致癌物，喺沙利度胺嘅情況下，係致畸劑。^[26] 其他例如[[苯並[a]芘二醇環氧化物]]同埋黃麴毒素會形成DNA加合物，誘發複製錯誤。^[27] 然而，由於佢哋具有抑制DNA轉錄同埋複製嘅能力，其他類似嘅毒素都用喺化學療法入面，嚟抑制快速生長嘅癌細胞。^[28]