堿基互補配對原則（沃森、克里克發(fā)現的對應關(guān)系）
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堿基互補配對原則
沃森、克里克發(fā)現的對應關(guān)系
基本信息
| 中文名 | 堿基互補配對原則 |
| 外文名 | The principle of complementary base pairing |
| 定義 | 堿基間的這種一一對應的關(guān)系 |
| 實(shí)際運用 | 利用雙脫氧核苷酸進(jìn)行DNA測序 |
| DNA配對原則 | A-T,C-G |
| RNA配對方式 | A-U,C-G,G-C,U-A |
| 發(fā)現人 | 沃森、克里克 |
| 所屬學(xué)科 | 生物學(xué) |
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原則規律
根據堿基互補配對的原則，一條鏈上的A一定等于互補鏈上的T；一條鏈上的G一定等于互補鏈上的C，反之如此。因此，可推知多條用于堿基計算的規律。
規律二：在雙鏈DNA分子中，兩個(gè)互補配對的堿基之和的比值與該DNA分子中每一單鏈中這一比值相等。（A1+A2+T1+T2）/(G1+G2+C1+C2）=(A1+T1）/(G1+C1）=(A2+T2）/(G2+C2）
規律三：DNA分子一條鏈中，兩個(gè)不互補配對的堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一比值的倒數，即DNA分子一條鏈中的比值等于其互補鏈中這一比值的倒數。（A1+G1）/(T1+C1）=(T2+C2）/(A2+G2）
規律四：在雙鏈DNA分子中，互補的兩個(gè)堿基和占全部堿基的比值等于其中任何一條單鏈占該堿基比例的比值，且等于其轉錄形成的mRNA中該種比例的比值。即雙鏈（A+T)%或（G+C)%=任意單鏈(A+T)%或（G+C)%=mRNA中(A+U)%或（G+C)%。
規律五：不同生物的DNA分子中，其互補配對的堿基之和的比值（A+T)/(G+C）不同，代表了每種生物DNA分子的特異性。
堿基互補
在脫氧核糖核酸分子中，含氮堿基為腺嘌呤(A)，鳥(niǎo)嘌呤(G)，胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。每一種堿基與一個(gè)糖和一個(gè)磷酸結合形成一種核苷酸。在其雙鏈螺旋結構中，磷酸-糖-磷酸-糖的序列，構成了多苷酸主鏈。在主鏈內側連結著(zhù)堿基，但一條鏈上的堿基必須與另一條鏈上的堿基以相對應的方式存在，即腺嘌呤對應胸腺嘧啶(A對T或T對A)鳥(niǎo)嘌呤對應胞嘧啶(C對G或G對C)形成堿慕對，這種排布方式叫堿基互補原則，亦稱(chēng)堿基配對原則。
DNA雙螺旋結構中，位于兩條方向相反、相互平行多核苷酸鏈上的嘌呤嘧啶堿基，圍繞著(zhù)螺旋軸，通過(guò)形成氫鍵，互相搭配成對，稱(chēng)為堿基配對。堿基配對，即一條長(cháng)鏈上的A，總是與另一條長(cháng)鏈上的T形成氫鍵；而G總是與C形成氫鍵。即A=T、G≡C。沃森—克里克把這種堿基的特異結合方式稱(chēng)作“堿基互補原則”。DNA除自我復制外，還能以DNA的一條單鏈為模板，通過(guò)堿基互補配對合成一條RNA單鏈，即轉錄。復制、轉錄和逆轉錄都是通過(guò)堿基配對而生成新的核酸分子。已知一條核酸鏈的排列順序，其互補鏈的堿基順序即可確定。
成對的堿基由氫鍵聯(lián)結，在脫氧核糖核酸分子中，相互對應的堿基稱(chēng)為互補堿基，兩條核苷酸鏈稱(chēng)為互補鏈。由于存在著(zhù)堿基配對關(guān)系，一條核苷酸的堿基順序一旦確定下來(lái)，另一條與之互補的核苷酸鏈上的堿基順序也相應確定下來(lái)，在脫氧核糖核酸分子中，每對堿基與其相鄰的堿基對的排列順序是隨機的，堿基對的排列順序有許多種，其中每一種排列都包含著(zhù)豐富的遺傳信息，核糖核酸(RNA)與脫氧核糖核酸(DNA)結構相似，但核糖核酸由一條核苷酸鏈組成，這條鏈上所聯(lián)結的堿基只有一種與脫氧核糖核酸不同，用尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶(T)，因此當核糖核酸上的堿基需要與脫氧核糖核酸的堿基配對時(shí)，存在著(zhù)腺嘌呤與尿嘧啶的對應關(guān)、系(A對U或U對A)，分子生物學(xué)已闡明核酸分子中每3個(gè)堿基編成一個(gè)密碼子，決定一個(gè)氨基酸，在蛋質(zhì)合成過(guò)程中，核酸分子上堿基的線(xiàn)性排列作為模板指揮氨基酸的裝配順序，決定了蛋白質(zhì)的差異，因此也決定了生物的構造和功能方面的差異；在脫氧核糖核酸自我復制過(guò)程中堿基排列順序起著(zhù)模板作用，指揮游離的核苷酸。支配其裝配順序便聯(lián)成一個(gè)多核苷酸新鏈。堿基互補原則是遺傳的生物學(xué)機制之一。它揭示了具有重大哲學(xué)意義的基因-表現型同構關(guān)系，深化了人們對復雜的宇宙和對人類(lèi)自身的認識。
計算
關(guān)于堿基互補配對規律的計算，其生物學(xué)知識基礎是：基因控制蛋白質(zhì)的合成。由于基因控制蛋白質(zhì)的合成過(guò)程是：⑴微觀(guān)領(lǐng)域———分子水平的復雜生理過(guò)程，學(xué)生沒(méi)有感性知識為基礎，學(xué)習感到非常抽象。⑵涉及到多種堿基互補配對關(guān)系，DNA分子內部有A與T配對，C與G配對；DNA分子的模板鏈與生成的RNA之間有A與U配對，T與A配對，C與G配對。學(xué)習過(guò)程中，學(xué)生不易認識清楚。⑶涉及許多數量關(guān)系（規律），在DNA雙鏈中，
①A等于T，G等于C，A+G=T+C
A+G/T+C等1。
②一條單鏈的A+G/T+C
的值與另一條互補單鏈的A+G/T+C
③一條單鏈的A+T/C+G
的值，與另一條互補鏈的A+T/C+G
的值相等。
④在雙鏈DNA及其轉錄的RNA之間有下列關(guān)系：一條鏈上的（A+T）等于另一條鏈上的（A+T）等于RNA分子中（A+U）等于12DNA雙鏈中的（A+T）等，學(xué)生往往記不住。再加之轉錄、翻譯是在不同場(chǎng)所進(jìn)行的，學(xué)生分析問(wèn)題時(shí)難以把二者聯(lián)系起來(lái)。以上分析說(shuō)明，關(guān)于堿基互補配對規律的計算既是教的一個(gè)難點(diǎn)，也是學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。教學(xué)中，如果能做到：⑴把復雜抽象的生理過(guò)程用簡(jiǎn)單直觀(guān)的圖示表現出來(lái)；⑵把在不同場(chǎng)所進(jìn)行的生理過(guò)程放在一起思考；⑶把記憶復雜繁瑣的公式（規律）轉變成觀(guān)察圖示找出數量關(guān)系；⑷在計算時(shí)把表示數的符號注上腳標，以免混淆，就能輕輕松松闖過(guò)這一難關(guān)。
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