核酸結構

核酸結構（英語：Nucleic acid structure）是指如DNA與RNA的核酸生物分子結構（英語：Biomolecular structure）。從化學角度上講，DNA與RNA是非常相似的。DNA與RNA的結構常分為四個不同水平：一級、二級、三級及四級。

能夠直接計算出DNA機械性質的實驗技術相對較新，且要在溶液中進行高解析度觀察也較困難，不過科學家仍然解出了許多關於DNA機械性質的數據。關於DNA機械性質的研究，包括不同型態的DNA雙螺旋、DNA超螺旋、非螺旋型態、鹼基配對鍵結、熔點等。

一級結構

主條目：核酸序列

一級結構是由通過磷酸二酯鍵連接在一起的核苷酸的線性序列。它是核苷酸的這種線性序列組成DNA或RNA的一級結構。核苷酸由3個組成部分組成：

1. 含氮基
   1. 腺嘌呤
   2. 鳥嘌呤
   3. 胞嘧啶
   4. 胸腺嘧啶（僅存在於DNA中）
   5. 尿嘧啶（僅存在於RNA中）
2. 被稱為脫氧核糖（在DNA中發現）和核糖（在RNA中發現）的5碳糖。
3. 一個或多個磷酸基^[1]。

二級結構

主條目：核酸二級結構

二級結構是鹼基之間的相互作用集合，即鏈的哪些部分彼此結合。 在DNA雙螺旋中，兩條DNA鏈通過氫鍵連在一起。 一條鏈鹼基上的核苷酸與另一條鏈上的核苷酸成對配對。 二級結構負責核酸所承受的形狀。DNA中的鹼基被分類為嘌呤和嘧啶。嘌呤是腺嘌呤和鳥嘌呤。嘌呤由雙環結構，含氮的六元環和五元環組成。嘧啶是胞嘧啶和胸腺嘧啶。它有一個單一的環狀結構，有一個含氮六元環。嘌呤鹼基總是與嘧啶鹼基（鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C），與腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U））配對。DNA的二級結構主要通過彼此纏繞的兩條多核苷酸鏈的鹼基對來確定，以形成雙股螺旋。

三級結構

主條目：核酸三級結構

三級結構是指原子在三維空間中的位置，考慮到幾何和位阻效應空間限制。 它比二級結構更高一級，其中發生線性聚合物的大規模摺疊，並且整個鏈條被摺疊成特定的三維形狀。DNA的結構形式有4個不同區域。

1. 手性 - 右手性或左手性
2. 螺旋匝的長度
3. 每匝鹼基對數
4. 主凹槽與次凹槽之間的尺寸差異

DNA的雙股螺旋空間的三級排列包括B-DNA，A-DNA和Z-DNA。

四級結構

主條目：核酸四級結構

核酸的四級結構與蛋白質四級結構相似。 雖然一些概念不完全相同，但四級結構是指較高級別的核酸組織。 此外，它是指核酸與其他分子的相互作用。 核酸的較高級組織的最常見形式以染色質的形式出現，這導致其與小蛋白質組蛋白的相互作用。 此外，四元結構是指核糖體或剪接體中分離的RNA單元之間的相互作用^[2]。

DNA螺旋幾何

據信在自然界中發現了至少三種DNA構象，即A-DNA，B-DNA和Z-DNA。

A-、B-與Z-DNA的結構。

A-、B-與Z-DNA的螺旋軸

三種主要DNA型態的結構特色

幾何學特性	A-DNA	B-DNA	Z-DNA
螺旋方向	向右	向右	向左
重複單位	1 bp	1 bp	2 bp
每單位轉角	33.6°	35.9°	60°/2bp
平均旋轉一周所用單位數	10.7	10.0	12
Inclination of bp to axis	+19°	-1.2°	-9°
軸向每單位位移	2.3 Å	3.32 Å	3.8 Å
每旋轉一周位移	24.6 Å	33.2 Å	45.6 Å
Mean propeller twist	+18°	+16°	0°
糖基角	anti	anti	C: anti, G: syn
Sugar pucker	C3'-endo	C2'-endo	C: C2'-endo, G: C3'-endo
直徑	25.5 Å	23.7 Å	18.4 Å

參看

• 分子與細胞生物學主題

• 生物分子結構（英語：Biomolecular structure）
• 核酸雙螺旋
• 基因結構（英語：Gene structure）
• DNA納米技術
• 核酸設計（英語：Nucleic acid design）
• 核酸熱力學
• DNA超螺旋
• 蛋白質結構

參考文獻

1. Krieger M, Scott MP, Matsudaira PT, Lodish HF, Darnell JE, Lawrence Z, Kaiser C, Berk A. Section 4.1: Structure of Nucleic Acids. Molecular cell biology. New York: W.H. Freeman and CO. 2004 [2017-03-22]. ISBN 0-7167-4366-3. （原始內容存檔於2019-09-24）.
2. Strucual Biochemistry/Nucleic Acid/DNA/DNA Structure. [11 December 2012]. （原始內容存檔於2021-03-23）.