DNA

DNA分子中携带的遗传信息决定了每一种生物的遗传物理特征。dna——更正式的说法是脱氧核糖核酸——几乎存在于每一种生物体内细胞．它控制着细胞如何复制和发挥功能，以及从前代遗传哪些特征。DNA决定了可见的特征，比如动物眼睛的颜色，也决定了不可见的特征，比如血型。有些还发现了DNA病毒．

DNA分子由两股被称为核苷酸的生化化合物组成，通过化学键连接在一起。核苷酸由三种分子组成:磷酸盐、糖和含氮碱基。在DNA中，糖是脱氧核糖，碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶(看到生物化学，“DNA携带遗传”)．腺嘌呤和鸟嘌呤(为方便起见分别用A和G表示)被归为嘌呤;胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)是嘧啶。

在每条链中，核苷酸通过共价键相互连接，将一个核苷酸的磷酸与另一个核苷酸的糖(看到无机化学)．这就形成了一个碱基突出的链。一条链的碱基通过氢键与另一条链的碱基相连。这种碱基配对非常特殊——因为它们的结构，腺嘌呤只能与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶只能与鸟嘌呤配对。这样，梯子状的DNA链相互缠绕，形成一个螺旋，或双螺旋。这种结构使得DNA分子非常稳定。

在细胞内，DNA和各种蛋白质被组织成致密的单元，称为染色体．在原核生物(如细菌，其细胞缺乏真正的细胞核)中，这些物质在细胞质中自由漂浮。在真核生物中，染色体位于细胞核内，但在线粒体和叶绿体中也发现了一些DNA (看到遗传学；生物)．

当需要额外的DNA分子副本时——就像之前可能发生的那样细胞分裂-分子进行复制。在这个过程中，两条DNA链分开，也就是说，梯子的“梯级”被打破了。然后，每一条释放的链都作为一个模板，从中产生一条新的链。新股完成后，每一个粘结到其各自的模板股。这会产生两个新的DNA分子，每个分子都由一条“旧”链和一条新链组成。这种复制方法被称为半保留模型。它是稳定转移的关键因素遗传从一代细胞到下一代细胞的特征。

DNA分子内的遗传信息以核苷酸序列的形式组织基因．它们包含了制造蛋白质的指令，这些蛋白质是生长、修复和其他功能所必需的。更具体地说，基因编码氨基酸即形成蛋白质的小分子。每个氨基酸的密码子只有三个核苷酸长。例如，氨基酸脯氨酸的密码子是胞嘧啶-胞嘧啶-胸腺嘧啶序列(记作CCT)。将四种核苷酸排列成三组的组合会产生64个可能的三联体密码子。

虽然自然界中存在100多种不同的氨基酸，但在生物中只有20种。后者被称为必需氨基酸。有些必需氨基酸有一个以上的三联体密码子。例如，三胞胎AAA和AAG都编码赖氨酸。脯氨酸有四个密码子——cca、CCT、CCC或ccg，而色氨酸只有一个:TGG。三个三联体不编码任何氨基酸。相反，它们在转录应该停止的时候发出信号。这三个三重密码子——taa、TAG和tga被称为停止密码子。

当细胞需要制造蛋白质时，指令被发送到它的DNA。这表明合适的基因开始制造RNA或核糖核酸。RNA与DNA的不同之处在于它是单链的，并且含有糖核糖。它还含有一种叫做尿嘧啶的碱基，而不是胸腺嘧啶。这种RNA分子被称为信使RNA (mRNA)，它读取基因中适当的DNA代码，然后将这一信息携带到细胞的另一部分，在那里它作为制造或合成新蛋白质的模板。在蛋白质合成过程中，另外两种形式的RNA与mrna一起工作，它们被称为转移RNA (tRNA)和核糖体RNA (rRNA)。

不发生编码错误是很重要的。一种碱基替换另一种碱基会为生长中的蛋白质链产生错误的氨基酸。一些编码错误并不严重;其他的则有严重的影响。例如，在谷氨酸(GAG)的生产过程中，如果细胞用胸腺嘧啶代替腺嘌呤，就会产生氨基酸缬氨酸(GTG)。在人类血红蛋白合成过程中，缬氨酸取代谷氨酸导致镰状细胞性贫血，这是一种严重的疾病。这种编码错误是一种被称为突变的遗传错误。

DNA于1869年首次被发现，但它在遗传学中的作用直到20世纪40年代才被发现。1953年科学家詹姆斯沃森，弗朗西斯·克里克，莫里斯·威尔金斯,罗莎琳德富兰克林确定了DNA的双螺旋结构以及它的复制方式。他们的工作获得了1962年的诺贝尔奖。