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1、第2章 核酸的结构和功能,细胞的遗传物质核酸的化学组成与共价结构DNA的二级结构DNA分子的高级结构真核生物的染色体及其组装RNA的高级结构核酸的变性、复性与分子杂交研究核酸的常用方法,2.2 核酸的共价结构,即核酸的一级结构,指核苷酸序列.,5,3,一级结构的表示法：结构式，线条式，字母式,一级结构的走向的规定为53,DNA一级结构,一级结构的表示法,DNA一级结构的概念：指DNA分子中的核苷酸排列顺序 不同生物借此贮存遗传信息 决定DNA的二级结构和高级结构,DNA携带两种遗传信息：,a、编码蛋白质和RNA的信息(编码tRNA、rRNA),b、编码基因选择性表达的信息,RNA的功能：P17
2、,三 DNA的二级结构,DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的特征维持DNA双螺旋的作用力双螺旋结构的其他形式,3.1 DNA双螺旋模型的提出（double helix model）,a、1938 Astbury&Bell 首次用X射线分析DNA,b、1950 Chargaff A+G/T+C=1 A+T G+C,d、1952 Alexander Todd 发现了核苷酸和核苷酸之间由磷酸二酯键连接,e、1952 M.H.F.Wilkins&Rosalind Franklin 得到了高度定向的DNA纤维的X-射线照片,c、1950 Pauling&Covey 建立了蛋白质的-螺旋模型,依 据,195
3、3 Watsosn&Crick,右手 B-DNA Double helix Model,提 出,Fig.Watson and Cricks paper in Nature 1953.,1962年，Wilkins、Watson和Crick共获诺贝尔奖。,1962:Nobel Prize in Physiology and Medicine,James D.Watson,Francis H.Crick,Maurice H.F.Wilkins,What about?Rosalind Franklin,3.2 双螺旋模型的特征,主链；碱基互补配对；螺旋参数;大沟和小沟,主链,碱基配对,C-G,T-A,
4、直径2nm,双螺旋模型参数,螺距为3.4nm,每圈有10nt,碱基堆积距离是0.34nm 螺旋转角是36度,Twist 36,大沟和小沟,计算机模拟DNA双螺旋结构（蓝色）大沟中结合着肽（红色）,双螺旋中的大沟对于DNA和蛋白质结合时的相互识别很重要，在沟内可以辨认碱基的顺序。,氢键 碱基堆积力 其他作用因素,3.3 维持DNA双螺旋的作用力,3.4 双螺旋结构的其他形式,三种DNA双螺旋构象比较,A-DNA,Z-DNA,B-DNA,A B Z,外型 粗短 适中 细长,螺旋方向 右手 右手 左手,螺旋直径 2.55nm 2.37nm 1.84nm,碱基直升 0.23nm 0.34nm 0.38
5、nm,每圈碱基数 11 10 12,碱基倾角 200 00 70,大沟 很窄很深 很宽较深 平坦,小沟 很宽、浅 窄、深 较窄很深,DNA的双螺旋结构的意义,该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。,四 DNA分子的高级结构,单链核酸形成的二级结构反向重复序列与二级结构三股螺旋的DNA DNA的四链结构与端粒DNA的超螺旋结构DNA的精细结构,4.1 单链核酸形成的二级结构,发夹,
6、反转重复（inverted repeated)：由反方向互补的两个DNA片段组成，两个反转重复序列又叫回文序列(palindrome sequence)。镜像重复(mirror repeat)：由反方向完全相同的两个序列组成。直接重复(direct repeat)：由同一方向完全相同的两个序列组成。正向重复序列、顺向重复序列。,4.2 反向重复序列与二级结构,4.3 三股螺旋DNA（triple helix）,三链DNA（triple strands DNA，tsDNA）1957年由Felesnfeld及Davis首先发现。三条链均为同型 嘌呤（homopurine，Hpu）或同型嘧啶（homopyrimidine，Hpy）。两种基本类型：Pu-Pu-Py型：在碱性介质中稳定。Py-Pu-Py型：在偏酸性介质中稳定。,DNA分子内的三链结构,DNA分子间的三链结构,H-回文序列,
