DNA，生命最基本的物质，其形状堪称自然界的一大杰作。双螺旋结构的发现不仅为遗传学的突破奠定了基础，更向我们展示了生命的基本组成部分的惊人对称性和复杂性。
DNA 是一种由核苷酸组成的聚合物。每个核苷酸由以下三个部分组成：
含氮碱基：分为嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤）和嘧啶（胞嘧啶和胸腺嘧啶）。 脱氧核糖：一种五碳糖，充当核苷酸的主干。 磷酸基团：连接脱氧核糖分子，形成 DNA 骨架。DNA 最著名的特征是其双螺旋结构，由詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克于 1953 年提出。双螺旋由两条脱氧核糖核苷酸链组成，通过氢键相互缠绕。碱基相互配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶与鸟嘌呤配对，形成互补的碱基对。
双螺旋结构具有以下特点：
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右旋：双螺旋呈顺时针方向扭曲。 螺旋间距：每 10.5 个碱基对形成一圈螺旋，高度约为 34 埃。 大沟和小沟：碱基对之间的沟槽大小不同，大沟为主沟，小沟为次沟。虽然双螺旋结构是 DNA 的主要形式，但它还存在其他结构，包括：
A 型 DNA：在高盐浓度和低湿度下，双螺旋会缩短并变宽，产生 A 型结构。 B 型 DNA：标准的双螺旋结构，在生理条件下最常见。 Z 型 DNA：当 DNA 富含胞嘧啶和鸟嘌呤时，它可能会形成左旋的 Z 型结构。DNA 的双螺旋结构并不完全规则。它经常形成超螺旋，即螺旋围绕另一个轴扭曲。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种类型：
正超螺旋：双螺旋右旋程度增加，碱基对间距缩小。 负超螺旋：双螺旋右旋程度减小，碱基对间距扩大。在细胞内，DNA 需要打包成紧凑的结构才能容纳。为了做到这一点，DNA 经历了一系列级别的折叠和包装：
核小体：DNA 首先缠绕在称为组蛋白的蛋白质核心周围，形成称为核小体的结构。 染色质纤维：核小体进一步折叠成称为染色质纤维的长链。 染色体：在细胞分裂期间，染色质纤维进一步缩短并浓缩成称为染色体的紧密结构。DNA 的形状对其生物学功能至关重要：
遗传信息存储：碱基对的序列是遗传信息的载体，决定着生物体的性状。 基因表达：DNA 的双螺旋结构可以展开，允许基因转录和蛋白质合成。 细胞分裂：DNA 超螺旋结构的调节对于确保染色体的正确分离至关重要。 DNA 修复：DNA 的形状有助于识别和修复受损的区域。DNA 的形状是一种几何杰作，它反映了生命的复杂性和惊人的对称性。从双螺旋结构到超螺旋和折叠，DNA 的形状对其生物学功能至关重要。了解 DNA 的形状对于理解遗传学、细胞生物学和病理学等领域至关重要。