DNA的结构目前一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段.
DNA的一级结构
是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸（核苷酸）,通过3',5'－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序.
每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根.核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（adenine,缩写为A）,胸腺嘧啶（thymine,缩写为T）,胞嘧啶（cytosine,缩写为C）和鸟嘌呤（guanine,缩写为G）.DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性.即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异.DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查哥夫（Chargaff）法则(即碱基互补配对原则).
DNA的二级结构
是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构.DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一类是左手双螺旋,如Z-DNA.詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见(如图).也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有 的DNA为环形,有的DNA为线形.在碱A与T之间可以形成两个氢键,G 与C之间可以形成三个氢键,使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链, 由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上,氢键使碱基对沿长 轴旋转一定角度,使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子,整个DNA分子形 成双螺旋缠绕状.碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周,故 旋转一周（螺距）是3.4nm,这是β-DNA的结构,在生物体内自然生成的 DNA几乎都是以β-DNA结构存在.
DNA的三级结构
是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构.如H-DNA或R-环等三级结构.DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间
结构,也称为超螺旋结构.DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类,并可互相转变.超螺旋是克服张力而形成的.当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时,双螺旋处于能量最低状态此为松弛态.如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就是双螺旋产生张力,如果DNA分子两端是开放的,这种张力可通过链的转动而释放出来,DNA就恢复到正常的双螺旋状态.但如果DNA分子两端是固定的,或者是环状分子,这种张力就不能通过链的旋转释放掉,只能使DNA分子本身发生扭曲,以此抵消张力,这就形成超螺旋,是双螺旋的螺旋.
核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体）
这可看作是核酸的四级水平的结构.
DNA的拓扑结构
也是DNA存在的一种形式.DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构.超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,塔可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变.
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