為什麼 DNA 能形成雙螺旋結構（並成為主要的遺傳物質）而 RNA 不能？

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遺傳物質的性質重點不是雙螺旋。

由於DNA的重要性以及DNA普遍是雙螺旋結構，導致雙螺旋幾乎成了一個符號，無數生物學科研機構和公司都以此為標誌，也過分抬高了雙螺旋的地位：

相比較之下，蛋白質雖然也是重要的生物大分子，但形態各異，難以總結出像雙螺旋這樣的符號特徵，使用就少一些了。印象中蛋白被符號化的主要是抗體的Y形結構。

但其實，對於遺傳物質來說真正重要的性質是鹼基互補配對：A和T配對，C和G配對。相比之下，DNA是雙螺旋還是直挺挺的還是雙平行S曲線還是別的什麼就不是那麼重要了。

不信？你想想你做PCR設計引物、做FISH設計探針的時候，是用了鹼基互補配對的知識呢，還是使用了DNA會形成雙螺旋結構的知識？

當然，不是說雙螺旋不重要。雙螺旋中的大溝和小溝是一些蛋白和DNA結合的結構基礎。如果DNA真的是直挺挺的雙平行結構，轉錄因子對基因的調控很可能不像現在這樣有效。

於是問題來了：RNA也有鹼基互補配對啊？

原因之一是RNA不穩定，容易降解。在實驗室里，操作RNA要比操作DNA要嚴格很多，否則一不小心RNA就降解了，實驗做不出來。容易降解有兩個主要原因，一個是RNA的核糖上的2"羥基會和附近的磷酸基團反應，使得RNA鏈斷裂：

RNA容易降解的另外一個原因是自然界存在大量的RNase（RNA酶），而且RNase比DNase穩定很多。

RNA沒能成為更廣泛的遺傳物質的原因之二是RNA存在擺動配對（wobble base pair，感謝 @鍾振聲補充）。比較顯著的有G-U配對，較少見的有G-A配對和U-U配對。擺動配對的存在使得RNA分子的複製效率和保真度較差。一些以RNA為遺傳物質的病毒，如HIV和流感病毒，其變異速度非常快，和這有一定關係。

雙鏈RNA也會形成雙螺旋。一些長的RNA分子會局部形成雙鏈髮夾結構，即自己和自己配對成雙鏈，這些區域就是雙螺旋的：（下圖來自wikipeidia）

除了髮夾結構外，一些病毒的遺傳物質是雙鏈RNA，miRNA介導的基因沉默中也會形成雙鏈RNA。這樣的例子有很多。================
PS：

DNA結構的重點在鹼基互補配對而非雙螺旋這一觀點，我是在研一的BIO2000課程上聽來的，個人非常贊同。
有幾位知友補充了幾個原因，例如DNA是雙鏈而RNA大多是單鏈、DNA有組蛋白保護等。我個人不同意這些原因，因為它們是「DNA是絕大多數生物的遺傳物質」的結果，而非其原因。首先，有病毒以單鏈DNA或雙鏈RNA作為遺傳物質，說明單雙鏈並非決定因素。其次，組蛋白是真核生物才有的東西，是為了保護DNA才出現的。並沒有什麼化學原理決定了蛋白質不能去保護RNA，何況，在RNA病毒里RNA還有衣殼保護呢，雖然結合方式和組蛋白不同。

請先問有沒有再問為什麼。
RNA能形成雙螺旋結構。
Illuminating the silence: understanding the structure and function of small RNAs : Article : Nature Reviews Molecular Cell Biology

http://www.nature.com/nature/journal/v502/n7473/full/nature12712.html

A[prime]-form RNA helices are required for cytoplasmic mRNA transport in Drosophila : Nature Structural Molecular Biology : Nature Publishing Group

寡聚(脫氧)核苷鏈都能形成雙螺旋結構。
雙，很好理解，是氫鍵。
所謂螺旋，說起來就非常有意思：

雙螺旋結構作為一種常識存在，使得人們幾乎忘記去追問，為什麼會形成「螺旋」。很多答案從其穩定性來回答，都有因果倒置之嫌。

其實很想邀請計算化學家 @余曠回答，不過估計他沒有在生物大分子上做過具體的事情。我有幸從2012年開始和一些計算化學家合作，根據他們分子動力學模擬的結果，我的理解是：「螺旋」主要是由AT鹼基對造成的，而GC鹼基對更傾向於「去螺旋」。

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有興趣的同學可以進一步仔細查一下T鹼基和C鹼基的區別，是不是幾乎只差一個甲基？學過基礎有機化學的同學知道，甲基是個很佔地方的哥們。

當我們把AT鹼基對一層一層搭起來的話，就會發現T鹼基的那個甲基給平行堆疊帶來一定的麻煩，想要堆疊的緊密一些，就得把甲基錯開來堆疊，也就是得稍微旋轉一點，同時每一層每一層之間的pi-pi stack的能量也相對較小，堆疊起來的純AT雙鏈DNA結構相對比較容易被掰彎(bending, 類似於我們掰彎一根塑料吸管)。

當我們把GC鹼基對一層一層打起來的話，就會發現容易得多，C鹼基相比T鹼基而言沒有那個佔地方的甲基，不需要錯位和螺旋也能把鹼基對幾乎平行的緊密堆積，其每一層之間的pi-pi stack的能量也相對較高，不容易被bent。同時因為C鹼基沒有鹼基，你可以比較容易的像擰麻花一樣把GC雙鏈結構給擰起來。

也就是說，雙螺旋結構中，CG和AT的比例的變化，將帶來DNA雙螺旋結構(至少是能量)上的變化，雙螺旋結構的變化，影響了DNA和蛋白質的結合，DNA和蛋白質的結合，影響著DNA的表達或者沉默...

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當我們在討論GC和AT這四種鹼基時，當我們討論T比C多了一個甲基時，生物學家們已經開始研究表觀遺傳學了，他們發現生物體內還經常碰到甲基化的C鹼基，即5meC。

5meC就更像T鹼基了！

也就是說，生物體可以通過對C鹼基甲基化或者對5meC去甲基化來實現對DNA雙螺旋結構(甚至空間別構性)的改變，從而控制DNA與蛋白質的affinity，從而控制DNA的表達或者沉默。
當然了上述黑體是我猜的.....目前有一些科學實驗對其有論證，但截至目前我還沒有follow到最直接最有力的證據。
不然表觀遺傳學就不神秘了不是。

以上

最簡單的原因就是RNA沒有DNA穩定。作為帶有遺傳信息的物質，不穩定會分分鐘導致變異…

RNA也是可以的，不然那麼多病毒你讓它們怎麼辦……但是其實有時候，RNA比DNA更好使啊，可以形成各種結構，什麼環啊發卡啊，可以聯合蛋白質把DNA給劫持了，然後反轉錄出穩定的DNA……
不過用DNA作為遺傳物質確實更穩定，雙鏈結構並非DNA所獨有，RNA也可以，但是……詞窮了我只是來佔個坑……

因為RNA單身狗啊
嚶嚶嚶嚶

第一次在知乎上回答~
首先，應該說明的是，RNA是可以形成雙螺旋結構的，正像前面的回答者中所提出的那樣，一些病毒的遺傳物質就是雙鏈RNA 那麼，為什麼我們現在看到的RNA大部分都是單鏈的呢？如果根據RNA世界假說的話(自行查一下吧)，原因應該是RNA作為遺傳物質的功能逐步被更為穩定的DNA所取代(稍後解釋)，而作為非遺傳物質的RNA如果以單鏈形式則會產生更多的高級結構(二級和三級結構)的多樣性(這個你想一想一個單鏈分子的自由度應該要大一些吧，其實我也是想當然認為的......)，從而可以更好地幫助其完成其多樣化的功能，雙鏈結構對其完成功能沒有什麼用，甚至會阻礙，所以也就不再具有這樣的雙鏈結構了
下面解釋為啥DNA會取代RNA而構成遺傳物質:
1.RNA是由核糖核苷酸為糖單位的，其2-OH有很強的反應活性，(可以參考很多反應中2-OH的作用，特別是可變剪接和核酶催化的反應中)，這樣會干擾其作為一個遺傳物質的穩定性，而DNA則不具有2-OH，十分穩定，所以其取代了RNA
2.還有一個原因，如果RNA是遺傳物質的話，那麼胞嘧啶脫氨基之後就會形成尿嘧啶，然後生物體在一定程度上更難以識別這種突變，而DNA則不會出現此問題，當然如果是5-甲基胞嘧啶脫氨基就沒辦法了(會形成胸腺嘧啶，但畢竟5-mC還是比較少的)
所以生物選擇了DNA而不是RNA,當然可能還有別的理由，求補充

因為在RNA的2號碳位多了一個氧原子，如果形成雙螺旋的話兩條碳鏈的2號碳位突出來的氧原子會在雙螺旋內部互相擠壓導致雙螺旋不穩定，形成解鏈。
而DNA2號碳位脫氧（所以DNA叫脫氧核糖核苷酸），形成雙螺旋的時候不存在空間結構的不穩定。
任何生物的本能都是讓本物種能夠生存繁衍下去，從分子遺傳學的角度講就是讓遺傳物質能夠穩定遺傳至下一代，遺傳物質的傳遞無非就是鹼基序列的傳遞，鹼基位置位於1號碳位上，這樣形成雙鏈時鹼基就可以被包裹在雙鏈內部，這樣可以起到保護遺傳物質穩定性的作用。而如上所述，RNA的雙鏈結構不穩定，所以DNA絕大多數高等生物的遺產物質。
但並不是說所有生物的遺傳物質都是DNA，畢竟DNA要轉錄、翻譯才能夠表達，這其中涉及的過程和機制比較複雜，不是任何生物都用的起的，而RNA的表達則要簡單一些，所以儘管RNA對遺傳物質的保護不足，還是有生物把它作為遺傳物質。
有研究認為在生命發展初期，RNA表達的簡單高效性是維持生命存在的保障，只是隨著生命的發展，遺傳物質也得到了進化，形成了DNA，也就是說RNA才是DNA的祖宗。

RNA是一條，DNA是兩條

因果關係不對
正因為有雙螺旋結構和單螺旋結構之分，人們才把雙螺旋結構的叫DNA，單螺旋結構的叫RNA。
並不是只有DNA才能形成雙螺旋結構，我想幾百年前我命名雙螺旋結構為RNA也沒有人會反對（不考慮縮寫正確與否）

RNA單鏈結構不穩定，且承擔了將DNA信息傳遞出去的功能，當然也有部分以RNA為遺傳物質的病毒

給樓上補一點東西淺顯易懂的解釋
A代表腺嘌呤,T代表胸腺嘧啶,G代表鳥嘌呤,C代表胞嘧啶。
DNA的嘌呤與嘧啶配對時形成氫鍵(一種較強的分子之間作用力，依靠氫鍵連接的水分子比同結構依靠分子間作用力連接的硫化氫沸點高很多)，使得DNA為雙鏈，穩定性大於RNA。
所以降解DNA有時必須要特殊的酶，這也是警察可以從外界得到DNA樣本的緣故。
(以下內容部分來自Wikipedia)
RNA一般為單股長分子，但在一般水溶液中會形成分子內雙螺旋結構。此外，RNA本身也需要通過鹼基配對原則形成一定的二級結構乃至三級結構來行使生物學功能。(https://zh.wikipedia.org/wiki/核糖核酸)導致以RNA為遺傳物質的生物突變的可能性大大增加了。(而突變被視為進化的「推動力」：不理想的突變會經天擇過程被淘汰，而對物種有利的突變則會被累積下去。中性突變（neutral mutation）對物種沒有影響而逐漸累積，會導致間斷平衡(https://zh.wikipedia.org/wiki/突變)
感謝知友提醒，但自己知識實在有限感覺還是引用Wikipedia比較妥當。
以上

tRNA里不就有四處螺旋嗎。。（三葉草結構）

取決於DNA特殊的雙螺旋結構，結構的穩定性以及存在於細胞內的完整的DNA修復系統。除某些雙股的病毒RNA外，Rna都是單股分子。但是，RNA分子可以通過自身的回折，在分子內部形成局部的雙螺旋區。在雙螺旋區內，鹼基配對規則是A與U,G與C。由於核糖C—2—OH的存在，造成空間障礙，不能摺疊形成B—型結構。RNA局部的雙螺旋結構與DNA的
A—型結構相似，每輪螺旋大約有11個bp。不能互補形成雙螺旋的區域也可以形成單股螺旋。

學過高中生物，還能記住。但是現在忘了

因為它是雙鏈穩定所以是主要的遺傳物質注意是主要的

DNA形成雙螺旋結構是因為鹼基互補配對，並且雙螺旋結構更加穩定。

去問細胞核

RNA是單鏈的，而DNA是雙鏈的啊。

好多大神。。。