DNA的結(jié)構(gòu)141225

1、第二節(jié)第二節(jié) dnadna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 含氮堿基脫氧核糖磷酸一、dna的基本單位脫氧核苷酸 鳥(niǎo)嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胞嘧啶尿嘧啶鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸a ag gc ct t腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸1、種類(lèi) 腺嘌呤脫氧核苷酸 磷酸糖堿基鮑林（美國(guó)）linus pauline19011994 爭(zhēng)論的焦點(diǎn) dna分子的骨架: 直的還是螺旋的？ 一條螺旋: 堿基聯(lián)在骨架的外邊？ 多條螺旋: 堿基在骨架的里邊？ 它們彼此間如何相聯(lián)？ 二.研究過(guò)程 1.美國(guó)加州理工學(xué)院鮑林實(shí)驗(yàn)室鮑林（美國(guó)）linus pauline,

2、19011994弗蘭克林（英國(guó)）rosalind franklin19201958威爾金斯（英國(guó)） maurice wilkins,1916 2.倫敦皇家學(xué)院的威爾金斯小組 威爾金斯小組的專(zhuān)長(zhǎng)是x射線結(jié)晶學(xué)3.劍橋大學(xué)沃森-克里克小組沃森沃森克里克克里克克里克(英國(guó))francis crick 1916生命是什么？生命是什么？的印的印象象: 可以用精確的概念，可以用精確的概念，即物理學(xué)和化學(xué)的概念，即物理學(xué)和化學(xué)的概念，來(lái)考慮生物學(xué)的本質(zhì)問(wèn)來(lái)考慮生物學(xué)的本質(zhì)問(wèn)題。題。 克里克: 偉大的事情就在角落里 1949年: 加入佩盧茲小組1952年7月, 查伽夫訪問(wèn)劍橋1952年6月, 格里菲斯(joh

3、n griffith): 計(jì)算同類(lèi)堿基之間的吸引力理論上: 不同堿基之間的相互吸引克里克: 不同類(lèi)型的堿基配對(duì)可能是dna分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)4.查伽夫(奧地利生物化學(xué))erwin chargaff 1905 19461950年:精確的紙層析法分離4種堿基，用紫外線吸收光譜做定量分析堿基含量：查伽夫定則：四種堿基數(shù)量不是等量的；四種堿基數(shù)量不是等量的；同一物種同一物種dnadna堿基組成不變，而物種間則有很大堿基組成不變，而物種間則有很大不同；不同；嘌呤堿基總量與嘧啶堿基的總量嘌呤堿基總量與嘧啶堿基的總量( (克分子總量克分子總量) )相相等等(a+g=t+c)(a+g=t+c)，且，且a=ta=t

4、、g=cg=c。 弗蘭克林1952年得到的最好的dna的x射線照片(51號(hào)) x射線的數(shù)據(jù)與密度的測(cè)量結(jié)果符合dna是雙鏈的可能性; 糖-磷酸骨架一定位于dna鏈的外側(cè)。 沃森: 我簡(jiǎn)直目瞪口呆。照片中反射出的黑十字只能是螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)果。沃森與克里克 nature 1953年4月25日 a structure for deoxyribose nucleic acid雙螺旋：寂靜的登場(chǎng)雙螺旋：寂靜的登場(chǎng)1.1.dna分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)年并未引起很大的轟動(dòng)，科學(xué)分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)年并未引起很大的轟動(dòng)，科學(xué)史家?jiàn)W爾貝的話來(lái)說(shuō)是史家?jiàn)W爾貝的話來(lái)說(shuō)是“雙螺旋悄然登場(chǎng)亮相雙螺旋悄然登場(chǎng)亮相”。 2.2

5、.“這個(gè)構(gòu)造擁有一些全新的特征，對(duì)生物學(xué)來(lái)說(shuō)具有相當(dāng)?shù)倪@個(gè)構(gòu)造擁有一些全新的特征，對(duì)生物學(xué)來(lái)說(shuō)具有相當(dāng)?shù)囊饬x。意義?！边@句話，可是科學(xué)史上最出名的低調(diào)表述之一。這句話，可是科學(xué)史上最出名的低調(diào)表述之一。這是這是1953年年4月月25日出版的那期日出版的那期自然自然中，沃森中，沃森（james d. watson）與克里克（）與克里克（francis h. c. crick）文章中的一句話，他們?cè)谖恼轮刑岢隽宋恼轮械囊痪湓?，他們?cè)谖恼轮刑岢隽薲na構(gòu)造的雙螺旋構(gòu)造的雙螺旋模型；模型；50年后沃森也承認(rèn)，當(dāng)年他們并沒(méi)有預(yù)想到這項(xiàng)突年后沃森也承認(rèn)，當(dāng)年他們并沒(méi)有預(yù)想到這項(xiàng)突破會(huì)為我們開(kāi)啟了分子生物學(xué)

6、及遺傳學(xué)的大門(mén)。破會(huì)為我們開(kāi)啟了分子生物學(xué)及遺傳學(xué)的大門(mén)。3.九年后，沃森和克里克以及威爾金斯因?qū)Πl(fā)現(xiàn)九年后，沃森和克里克以及威爾金斯因?qū)Πl(fā)現(xiàn)dna雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)做出的卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。結(jié)構(gòu)做出的卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 三、dna的結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.dna分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤(pán)旋而成的。磷酸脫氧核糖含氮堿基2.dna分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。3.兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連結(jié)起來(lái)，形成堿基對(duì)，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。堿基對(duì) 嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵配對(duì)，形成堿基對(duì)，且a只和t配對(duì)、c只和g配對(duì)，這種堿基之間的一一

7、對(duì)應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。四、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的有關(guān)計(jì)算四、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的有關(guān)計(jì)算fa=ta=t；g=cg=c；f（a+ga+g）/ /（t+ct+c）=1 =1 ；（；（a+ca+c）= =（t+gt+g） f一條鏈中一條鏈中a+ta+t與另一條鏈中的與另一條鏈中的t+at+a相等，一條鏈中相等，一條鏈中的的c+gc+g等于另一條鏈中的等于另一條鏈中的g+cg+cf如果一條鏈中的（如果一條鏈中的（a+ta+t）/ /（c+gc+g）=a=a，那么另一條，那么另一條鏈中其比例也是鏈中其比例也是a af如果一條鏈中的（如果一條鏈中的（a+ca+c）/ /（g+tg+t）=b=b，那么

8、另一條，那么另一條鏈上的比值為鏈上的比值為1/b 1/b f另外還有兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占另外還有兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占dnadna堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的50% 50% 化化學(xué)組學(xué)組成成單單位位雙雙螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本基本單單位位脫氧脫氧核核苷苷酸酸種類(lèi)種類(lèi)四四種種 a t c g主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 堿堿基互基互補(bǔ)補(bǔ)配配對(duì)對(duì)原原則則由由兩條兩條反向平行的反向平行的脫氧脫氧核核苷苷酸酸長(zhǎng)鏈盤(pán)長(zhǎng)鏈盤(pán)旋旋而成。外而成。外側(cè)側(cè)由由脫氧脫氧核糖和磷酸交替核糖和磷酸交替連連接接構(gòu)構(gòu)成基本骨架成基本骨架 ，堿堿基排列在基排列在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。 dna分子分子兩條鏈兩條鏈上的上的堿堿基通基通過(guò)氫鍵連過(guò)氫鍵連接接成成堿堿基基

9、對(duì)對(duì)。堿基含量符合堿基含量符合，即，即a at t，c=c=g;g;但是但是a at t的量不一定等于的量不一定等于c cg g的量的量a a c c g ga tt t g g c c t a結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)知知識(shí)結(jié)構(gòu)總結(jié)識(shí)結(jié)構(gòu)總結(jié)1.1.基因是遺傳的一個(gè)基因是遺傳的一個(gè)基本功能單位基本功能單位，它在適，它在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀控制生物的性狀。2.2.基因以一定的基因以一定的次序次序排列在排列在染色體染色體上。上。3.3.本質(zhì)上，基因就是一段包含一個(gè)完整的遺本質(zhì)上，基因就是一段包含一個(gè)完整的遺傳信息單位的有功能的傳信息單位的有功能的核酸分子片段核酸分子片段，大多，大多數(shù)生物中是一段數(shù)生物中是一段dnadna，而在，而在rnarna病毒中則病毒中則是一段是一段rnarna?；虻耐暾拍罨虻耐暾拍钣杏嘘P(guān)關(guān)dna中的中的堿堿基基計(jì)計(jì)算算1 1、某雙鏈、某雙鏈dnadna分子中，分子中，g g占占23%23%，求，求a a占多少？占多少？解析：解析：因?yàn)橐驗(yàn)閐nadna分子中，分子中，a+g=t+ca+g=t+c。所以，。所以，a=50%a=50%23%=27%23%=27%2 2、在、在dnadna的一個(gè)單鏈中，的一個(gè)單鏈中，a+g/t+c=0.4a+g/t+c=0.4，上述比例在，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)其互補(bǔ)