第二章1DNA與染色體

第一節(jié)核酸概論

從高等動植物到簡單的病毒都含有核酸，核酸是生物體的基本組成物質(zhì)，是以核苷酸為基本組成單位的遺傳信息的攜帶者，它在生物的個體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳和變異等生命過程中起著極為重要的作用?，F(xiàn)在是1頁\一共有172頁\編輯于星期四一.核酸的分類及分布90%以上分布于細胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細胞和個體的基因型。參與細胞內(nèi)DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體?，F(xiàn)在是2頁\一共有172頁\編輯于星期四二.核酸的功能

1.1944年艾弗里的肺炎球菌實驗2.1952年赫爾希等人的噬菌體感染研究（一）.DNA是主要的遺傳物質(zhì)的證明現(xiàn)在是3頁\一共有172頁\編輯于星期四

（二).遺傳物質(zhì)的性質(zhì)

現(xiàn)在是4頁\一共有172頁\編輯于星期四

1、遺傳物質(zhì)必須具有的特性

a、貯存并表達遺傳信息b、能把信息傳遞給子代

c、物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定

d、具有遺傳變化的能力

各異的堿基序列儲存大量的遺傳信息

堿基互補是其復制、轉(zhuǎn)錄表達遺傳信息的基礎(chǔ)

生理狀態(tài)下物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定

有突變和修復能力，可穩(wěn)定遺傳是生物進化的基礎(chǔ)1kbDNA序列41000種遺傳信息現(xiàn)在是5頁\一共有172頁\編輯于星期四2.DNA攜帶兩種遺傳信息

a、編碼蛋白質(zhì)和RNA的信息(編碼tRNA、rRNA)

64個三聯(lián)體密碼子，三個終止密碼子編碼氨基酸的61個密碼子有簡并性、通用性

b、編碼基因選擇性表達的信息

*原核生物的結(jié)構(gòu)基因占Genome的比例很大

Φx174phage，5386bp，結(jié)構(gòu)基因用去5169bp比例達96％*真核生物的結(jié)構(gòu)基因占Genome的比例很小

哺乳動物中結(jié)構(gòu)基因只占10％～15％

現(xiàn)在是6頁\一共有172頁\編輯于星期四其余80％以上的DNA起什么作用目前還無法精確解釋，但可以肯定其中大部分DNA序列是編碼基因選擇性表達的遺傳信息

表現(xiàn)在：細胞周期的不同時相中個體發(fā)育不同階段不同的器官和組織不同的外界環(huán)境下各種基因的表達與否以及量的差異

所以又稱－－調(diào)控序列現(xiàn)在是7頁\一共有172頁\編輯于星期四3、RNA也可作為遺傳物質(zhì)

*RNA病毒傳染媒介是病毒顆粒（病毒基因組RNA、蛋白質(zhì)外殼）TobaccoMosaicVirus(TMV)

*類病毒（viroid）:使高等植物產(chǎn)生疾病的傳染性因子。只由RNA組成4、是否存在核酸以外的遺傳物質(zhì)

朊病毒－－蛋白質(zhì)樣的感染因子現(xiàn)在是8頁\一共有172頁\編輯于星期四

第二節(jié)核酸的化學組成

現(xiàn)在是9頁\一共有172頁\編輯于星期四

核酸（nucleicacid)核苷酸(nucleotide)

磷酸(phosphoricacid)核苷(nucleoside)

戊糖(pentose)堿基(base)現(xiàn)在是10頁\一共有172頁\編輯于星期四

兩類核酸的基本化學組成：RNA：D-核糖，A、G、C、U堿基DNA：D-2-脫氧核糖，A、G、C、T堿基元素組成：CHONP現(xiàn)在是11頁\一共有172頁\編輯于星期四

一.核苷酸

（一）.戊糖組成核酸的戊糖有兩種：脫氧核糖、核糖，都是β-D-型，DNA所含的糖為β-D-2-脫氧核糖；RNA所含的糖則為β-D-核糖?，F(xiàn)在是12頁\一共有172頁\編輯于星期四（二）、堿基

P479結(jié)構(gòu)式

1.嘧啶堿：尿嘧啶(uraci)U胞嘧啶（cytosine）C

胸腺嘧啶（thymine）T2.嘌呤堿:腺嘌呤(Adenine)

A鳥嘌呤(guanine)G

嘌呤衍生物

現(xiàn)在是13頁\一共有172頁\編輯于星期四

1.嘌呤堿：嘌呤(purine)

腺嘌呤（6-氨基嘌呤）Adenine(A)

鳥嘌呤（2-氨基6-氧嘌呤）Guanine(G)現(xiàn)在是14頁\一共有172頁\編輯于星期四

2.嘧啶(pyrImidine)酮式烯醇式胞嘧啶（2-氧，4-氨基嘧啶）Cytosine(C)現(xiàn)在是15頁\一共有172頁\編輯于星期四尿嘧啶（2，4-二氧嘧啶）Uracil(U)胸腺嘧啶（5-甲基尿嘧啶）Thymine(T)現(xiàn)在是16頁\一共有172頁\編輯于星期四

兩類核酸分子的組成比較：嘌呤嘧啶核糖磷酸DNAA，GC，T脫氧核糖磷酸RNAA，GC，U核糖磷酸現(xiàn)在是17頁\一共有172頁\編輯于星期四

3.核酸中的修飾堿基：P479表13-2

§次黃嘌呤(I)

§二氫尿嘧啶(D)

§5-甲基胞嘧啶(m5C)

§1-甲基腺嘌呤(m1A)

§N6-甲基腺嘌呤(m6A)現(xiàn)在是18頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是19頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是20頁\一共有172頁\編輯于星期四

（三）、核苷（nucleoside）

核苷=戊糖+堿基

堿基和核糖通過C-N糖苷鍵連成核苷。

連接方式:嘌呤環(huán)上的N-9或嘧啶環(huán)上的N-1

與糖的C-1以糖苷鍵相連。現(xiàn)在是21頁\一共有172頁\編輯于星期四腺苷(AR)脫氧胞苷(dCR)β1’,N9-糖苷鍵β1’,N1-糖苷鍵β1’β1’N9N1糖苷鍵Glycosidicbond現(xiàn)在是22頁\一共有172頁\編輯于星期四腺嘌呤核苷（腺苷）胞嘧啶脫氧核苷（脫氧胞苷）現(xiàn)在是23頁\一共有172頁\編輯于星期四

(四).核苷酸（nucleotide）

核苷酸=核苷+磷酸

=戊糖+堿基+磷酸

HHHHHHHHH現(xiàn)在是24頁\一共有172頁\編輯于星期四

1.構(gòu)成DNA、RNA的核苷酸

P481表13-14

DNA：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

RNA：AMP、GMP、CMP、UMP

現(xiàn)在是25頁\一共有172頁\編輯于星期四PPPPPPPP常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名鳥嘌呤核苷酸（GMP）尿嘧啶核苷酸（UMP）胞嘧啶核苷酸（CMP）腺嘌呤核苷酸（AMP）脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）現(xiàn)在是26頁\一共有172頁\編輯于星期四2.細胞內(nèi)的游離核苷酸及其衍生物

①核苷5’-多磷酸化合物

ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代謝和物質(zhì)代謝及調(diào)控中起重要作用?，F(xiàn)在是27頁\一共有172頁\編輯于星期四AMPADPATP現(xiàn)在是28頁\一共有172頁\編輯于星期四OPOOHOA(G)OOOHCH2HHHHcAMP(cGMP)的結(jié)構(gòu)

Cyclicadenylie(Guanine)acid②環(huán)核苷酸3’,5’-cAMP，3’,5’-cGMP

現(xiàn)在是29頁\一共有172頁\編輯于星期四③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpppppGppppApp現(xiàn)在是30頁\一共有172頁\編輯于星期四④核苷酸衍生物

HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等輔助因子。GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供體。現(xiàn)在是31頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是32頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是33頁\一共有172頁\編輯于星期四（五）、核酸

3’,5’-磷酸二酯鍵具有方向性核酸鏈的簡寫式

線條式字符式5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA5‘pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3’5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇OH牛脾磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶現(xiàn)在是34頁\一共有172頁\編輯于星期四第三節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)一、DNA的一級結(jié)構(gòu)指脫氧核糖核酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，可以用堿基排列順序表示。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于DNA分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。

現(xiàn)在是35頁\一共有172頁\編輯于星期四（一）DNA一級結(jié)構(gòu)的特點

1.連接鍵：3’，5’-磷酸二酯鍵2.磷酸與戊糖順序相連形成主鏈骨架3.堿基形成側(cè)鏈

4.多核苷酸鏈均有5’-末端和3’-末端現(xiàn)在是36頁\一共有172頁\編輯于星期四（二）DNA一級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素

a.DNA在高pH值時磷酸酯鍵非常穩(wěn)定只是堿基存在構(gòu)像的變化

酮式烯醇式酮式烯醇式現(xiàn)在是37頁\一共有172頁\編輯于星期四RNA在高pH時則穩(wěn)定性很差OH自由的5’-OH

2’,3’-環(huán)式單核苷酸堿由于2’－OH導致的水解現(xiàn)在是38頁\一共有172頁\編輯于星期四

b、磷酸呈四面體構(gòu)型，脫氧核糖呈折疊的五元環(huán)，堿基是平面的。C.主鏈是親水的，側(cè)鏈（堿基）是疏水的。

主鏈的脫氧核糖的羥基能與水形成氫鍵。而堿基在無水狀態(tài)免遭小分子攻擊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?，F(xiàn)在是39頁\一共有172頁\編輯于星期四（三）DNA一級結(jié)構(gòu)的不均一性（1）重復序列★反向重復（回文序列）(invertedrepeat,palindromesequence)

該片段的堿基順序在互補鏈之間正讀反讀都相同。

現(xiàn)在是40頁\一共有172頁\編輯于星期四較短的回文序列可作為一種特別信號。如：限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點。

現(xiàn)在是41頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是42頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是43頁\一共有172頁\編輯于星期四較長的回文結(jié)構(gòu)，中間被一些不相關(guān)的序列隔開。都能形成十字架（交叉）和發(fā)卡結(jié)構(gòu)可形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)(發(fā)夾結(jié)構(gòu))或十字形結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)錄的終止作用與回文結(jié)構(gòu)有關(guān)。現(xiàn)在是44頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是45頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是46頁\一共有172頁\編輯于星期四

(2)富含AT的序列在很多有重要調(diào)節(jié)功能DNA區(qū)段都富含AT堿基對，特別是在復制起點和轉(zhuǎn)錄啟動子區(qū)域，富含AT對。這對于復制和轉(zhuǎn)錄的起始十分重要，因為GC對有三個氫鍵，而AT對只有兩個氫鍵，此處雙鍵易解開。現(xiàn)在是47頁\一共有172頁\編輯于星期四

二.DNA的二級結(jié)構(gòu)：（一）.DNA的二級結(jié)構(gòu)的研究史二十世紀二十年代，提出四核苷酸假說。二十世紀五十年代初，Chargaff規(guī)則：a.[A]=[T]；[C]=[G]，且A+G=C+T。b.DNA的堿基組成具有種的特異性。c.DNA堿基組成沒有組織、器官的特異性。d.年齡、營養(yǎng)狀況、環(huán)境等因素不影響DNA的堿基組成。

現(xiàn)在是48頁\一共有172頁\編輯于星期四

1953年，Watson和Crick提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。Wilkins通過對DNA分子的X-射線衍射研究證實了Watson和Crick的DNA模型。1962年，三人共享Nobel生理醫(yī)學獎。現(xiàn)在是49頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是50頁\一共有172頁\編輯于星期四（二）、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點

現(xiàn)在是51頁\一共有172頁\編輯于星期四1.兩條反平行的多核苷酸鏈繞同一中心軸相纏繞，形成右手雙股螺旋，一條5’→3’，另一條3’→5’現(xiàn)在是52頁\一共有172頁\編輯于星期四2.磷酸與脫氧核糖彼此通過3’，5’-磷酸二酯鍵相連，構(gòu)成DNA分子的骨架。3.磷酸與脫氧核糖在雙螺旋外側(cè)，嘌呤與嘧啶堿位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)?，F(xiàn)在是53頁\一共有172頁\編輯于星期四4.堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行5兩條核苷酸鏈之間依靠堿基間的氫鏈結(jié)合在一起。6.螺圈之間主要靠堿基平面間的堆積力維持現(xiàn)在是54頁\一共有172頁\編輯于星期四A與T通過形成兩對氫鍵配對A==T現(xiàn)在是55頁\一共有172頁\編輯于星期四

G與C通過形成三對氫鍵配對G≡≡C現(xiàn)在是56頁\一共有172頁\編輯于星期四A與T通過形成兩對氫鍵配對,G與C通過形成三對氫鍵配對現(xiàn)在是57頁\一共有172頁\編輯于星期四7.每圈螺旋含10個核苷酸，堿基堆積距離0.34nm，雙螺旋平均直徑2nm，8.大溝寬1.2nm，深0.85nm，小溝寬0.6nm，深0.75nm2.0nm小溝大溝現(xiàn)在是58頁\一共有172頁\編輯于星期四（三）穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素

堿基堆積力氫鍵離子鍵疏水作用

現(xiàn)在是59頁\一共有172頁\編輯于星期四

①堿基配對的氫鍵GC含量越多，越穩(wěn)定。

弱鍵,加熱或在DNA溶液中加入可與堿基形成氫鍵的極性分子，如尿素與甲酰胺，能使DNA解鏈。②疏水的相互作用力，堿基有很強的疏水性，并且堿基處于雙螺旋內(nèi)部的疏水環(huán)境中，可免受水溶性活性小分子的攻擊。若在DNA溶液中加入甲醇，增加親水性，或加入三氟醋酸鈉，破壞DNA分子外表的水殼，都會降低疏水的作用?，F(xiàn)在是60頁\一共有172頁\編輯于星期四③堿基堆積力，疏水作用使堿基成簇，從而促成了堿基堆積力（主要因素）。線性DNA兩邊配對的堿基越多，堆積力越大。④磷酸基上的負電荷與介質(zhì)中的陽離子或組蛋白的正離子之間形成離子鍵，中和了磷酸基上的負電荷間的斥力，有助于DNA穩(wěn)定。強鍵,需酶促解鏈.

0.2mol/LNa+生理鹽條件，

消除DNA單鏈上磷酸基團間的靜電斥力

現(xiàn)在是61頁\一共有172頁\編輯于星期四（四）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義

模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，確認了堿基配對原則，這是DNA復制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達的分子基礎(chǔ)。現(xiàn)在是62頁\一共有172頁\編輯于星期四（五）.DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性1979年，AlexanderRich發(fā)現(xiàn)了左手螺旋，稱為Z-DNA，另外也有A-DNA的存在。

P489表13-6A-、B-、Z-DNA的比較相對濕度92%：B—DNA相對濕度75%：A—DNA。

現(xiàn)在是63頁\一共有172頁\編輯于星期四隨著對DNA結(jié)構(gòu)研究的不斷深入，人們逐步認識到在天然DNA分子中，以B型結(jié)構(gòu)為主，但同時可能存在有其他類型的結(jié)構(gòu)形式，即DNA分子的基本結(jié)構(gòu)是B型.

DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性：幾種不同的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以及同一種雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)參數(shù)存在差異的現(xiàn)象.但在這個分子的某些區(qū)段會出現(xiàn)A、Z，甚至三鏈、四鏈，并且這些不同的結(jié)構(gòu)處于動態(tài)變化中?，F(xiàn)在是64頁\一共有172頁\編輯于星期四實驗證明，水合的B-DNA在脫水時，或由于加入乙醇或鹽而使水的的活度降低時即轉(zhuǎn)變?yōu)锳型。這是由于B-DNA中，2-脫氧核糖的構(gòu)象發(fā)生了變化，使得同股核苷酸鏈中相鄰磷酸基間的距離縮短了0.1nm，也使得每匝螺旋的堿基對數(shù)由10轉(zhuǎn)變?yōu)锳-DNA的11?；疃冉档蜁r即轉(zhuǎn)變?yōu)锳型。這是由于B-DNA中，2-脫氧核糖的構(gòu)象發(fā)生了變化，使得同股核苷酸鏈中相鄰磷酸基間的距離縮短了0.1nm，也使得每匝螺旋的堿基對數(shù)由現(xiàn)在是65頁\一共有172頁\編輯于星期四A-DNA中堿基對也由B-DNA的集中于中心軸變化為向大溝方向移動了約0.5nm，也就使A-DNA具有粗短，大溝更細更深的外形。另外還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄過程中，在DNA單股上合成RNA時，DNA與RNA所形成的雜交雙螺旋，可能是A型。在B-DNA向Z-DNA轉(zhuǎn)變中，堿基平面相對于螺旋軸轉(zhuǎn)動了180o?，F(xiàn)在是66頁\一共有172頁\編輯于星期四這一翻轉(zhuǎn)對交替d（GC）序列中的兩種殘基的構(gòu)象產(chǎn)生了不同影響，胞嘧啶核苷殘基整個轉(zhuǎn)動了180o，仍保持反式構(gòu)象，而鳥嘌呤核苷殘基中的堿基則繞苷鍵轉(zhuǎn)動了180o，結(jié)果導致多脫氧核苷酸主鏈的走向呈“Z”形。研究表明，在大多數(shù)細胞的陽離子條件下，交替的CG區(qū)段很可能處于B型，而在胞嘧啶被甲基化后，就轉(zhuǎn)向Z型。這樣甲基化所處環(huán)境就由B-DNA中的親水區(qū)轉(zhuǎn)而進入Z型的疏水區(qū)，也就增加了穩(wěn)定性，進而有利于DNA生物功能的發(fā)揮?，F(xiàn)在是67頁\一共有172頁\編輯于星期四

DNA在發(fā)揮其生物功能過程中，會呈現(xiàn)與其功能相適應的各種特異性結(jié)構(gòu)，如三鏈，四鏈DNA等。但需要指出的是，無論DNA結(jié)構(gòu)形式如何多樣，B-DNA仍然是DNA的最基本構(gòu)象?，F(xiàn)在是68頁\一共有172頁\編輯于星期四※.DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性：幾種不同的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以及同一種雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)參數(shù)存在差異的現(xiàn)象.※.原因：多核苷酸鏈的骨架含有許多可轉(zhuǎn)動的單鍵磷酸二酯鍵的兩個P-O鍵、糖苷鍵、戊糖環(huán)各個鍵.現(xiàn)在是69頁\一共有172頁\編輯于星期四（1）B—DNA：典型的Watson-Crick雙螺旋DNA右手雙螺旋,每圈螺旋10.4個堿基對,螺距：3.32nm（2）A-DNA

右手雙螺旋，外形粗短。RNA-RNA、RNA-DNA雜交分子具有這種結(jié)構(gòu)。（3）Z-DNA

左手螺旋，外形細長。天然B-DNA的局部區(qū)域可以形成Z-DNA。Rich在研究CGCGCG寡聚體的結(jié)構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)了這類DNA,由于磷酸基在多核苷酸骨架上的分布呈Z字形,（原因：左手螺旋的過程中，胞嘧啶核苷酸殘基整個轉(zhuǎn)動180°，而嘌呤核苷酸中只有堿基轉(zhuǎn)動180°。）因此稱為Z-DNA。

現(xiàn)在是70頁\一共有172頁\編輯于星期四糖磷酸骨架呈“之”字形。左旋分子外形呈波形

在高鹽的條件下嘌呤-嘧啶相間排列在活細胞中如果胞嘧啶被甲基化的（m5C）Z-DNA的結(jié)構(gòu)特點Z-DNA存在的條件現(xiàn)在是71頁\一共有172頁\編輯于星期四（二）Z-DNA存在的條件1）在高鹽的條件下：NaCl的濃度超過2mol/L，MgCl2的濃度要超過0.7mol/L。2）嘌呤-嘧啶相間排列：poly（GC/CG）n,在一定的條件下poly（AC/TG）n,甚至poly(AT/TA)n現(xiàn)在認為在適當?shù)碾x子存在條件下，任何不少于六個bp的嘌呤-嘧啶交替排列順序都能形成Z-DNA。

現(xiàn)在是72頁\一共有172頁\編輯于星期四3）在活細胞中如果胞嘧啶被甲基化的（m5C）則無需嘌呤-嘧啶相間排列，在生理鹽水的濃度下就可產(chǎn)生Z型。如

1981年Behe發(fā)現(xiàn)此是由于甲基（m）伸向大溝含水的環(huán)境中，周圍局部形成憎水區(qū)，有利于Z-DNA的穩(wěn)定。現(xiàn)在是73頁\一共有172頁\編輯于星期四

(三)生物學意義

①可能提供某些調(diào)節(jié)蛋白的識別。嚙齒類動物病毒的復制起始部位有d（GC）有交替順序的存在；②在SV40的增強子中有三段8bp的Z-DNA存在，若將其中2個Z-DNA片段除去，再接到b-珠蛋白基因上表達，表明增強子失去活性。當將野生型SV40的Z-DNA中“T”和“C”轉(zhuǎn)換成“C”、“T”時，不影響突變體的活性，但嘧啶轉(zhuǎn)換成嘌呤時，由于破壞了嘌呤-嘧啶的相間排列，而使Z-DNA難以形成，從而SV40也失活（圖9-16）。

現(xiàn)在是74頁\一共有172頁\編輯于星期四

調(diào)節(jié)蛋白的識別位點與轉(zhuǎn)錄有關(guān)

現(xiàn)在是75頁\一共有172頁\編輯于星期四另一個例子是原生動物纖毛蟲，它有大、小兩個核，大核有轉(zhuǎn)錄活性，小核和繁殖有關(guān)。大、小兩核的DNA序列相同。而以熒光標記的Z-DNA抗體顯示僅和大核DNA結(jié)合，而不和小核的DNA結(jié)合，說明大核DNA有Z-DNA的存在，可能和轉(zhuǎn)錄有關(guān)?，F(xiàn)在是76頁\一共有172頁\編輯于星期四DNABhelix0o10.5residues/turndiameter20Apitch34A

DNAZhelix

7o12residues/turndiameter18Apitch45ADNAAhelix

20o11residues/turndiameter23Apitch28A

現(xiàn)在是77頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是78頁\一共有172頁\編輯于星期四三種DNA雙螺旋構(gòu)象比較ABZ外型粗短適中細長螺旋方向右手右手左手螺旋直徑2.55nm2.37nm1.84nm堿基直升0.23nm0.34nm0.38nm堿基夾角32.7034.6060.00每圈堿基數(shù)1110.412軸心與堿基對關(guān)系2.46nm3.32nm4.56nm堿基傾角1901090糖苷鍵構(gòu)象反式反式C、T反式，G順式

大溝很窄很深很寬較深平坦小溝很寬、淺窄、深較窄很深現(xiàn)在是79頁\一共有172頁\編輯于星期四三、DNA的三級結(jié)構(gòu)P36

E.coli的DNA的總長度是其細胞長度的100倍，那么它的DNA怎樣包裝成類核的呢？原來其DNA存在著超螺旋。DNA雙螺旋的進一步扭曲構(gòu)成三級結(jié)構(gòu)。原核生物：雙鏈環(huán)狀DNA,大部分原核生物的DNA是共價封閉的環(huán)狀雙螺旋，這種雙螺旋還可以再次螺旋化形成超螺旋。結(jié)構(gòu)更緊密，在離心場中比線型和開環(huán)DNA沉降要快。

現(xiàn)在是80頁\一共有172頁\編輯于星期四螺旋和超螺旋電話線螺旋超螺旋現(xiàn)在是81頁\一共有172頁\編輯于星期四（一）環(huán)狀DNA：

某些病毒DNA某些噬菌體DNA某些細菌染色體DNA細菌質(zhì)粒DNA真核細胞中的線粒體DNA、葉綠體DNA

現(xiàn)在是82頁\一共有172頁\編輯于星期四

1、環(huán)狀DNA的三種典型構(gòu)象（1）松弛環(huán)形DNA線形DNA直接環(huán)化（2）解鏈環(huán)形DNA線形DNA擰松后再環(huán)化（3）超螺旋DNA

現(xiàn)在是83頁\一共有172頁\編輯于星期四L=25,T=25,W=0松弛環(huán)形1152010523L=23,T=23,W=0解鏈環(huán)形15101520231510152025L=23,T=25,W=–2負超螺旋121482316131510152023右手旋轉(zhuǎn)擰松兩匝后的線形DNADNA超螺旋的形成現(xiàn)在是84頁\一共有172頁\編輯于星期四MOV:PBC\A0267501\supercoilingofDNA現(xiàn)在是85頁\一共有172頁\編輯于星期四正超螺旋：繩子的兩股以右旋方向纏繞，如果在一端使繩子向纏緊的方向旋轉(zhuǎn)，再將繩子兩端連接起來，會產(chǎn)生一個左旋的超螺旋，以解除外加的旋轉(zhuǎn)造成的脅變。負超螺旋：如果在繩子一端向松纏方向旋轉(zhuǎn)，再將繩子兩端連接起來，會產(chǎn)生一個右旋的超螺旋，以解除外加的旋轉(zhuǎn)所造成的脅變，這樣的超螺旋稱負超螺旋。大部分天然DNA呈負超螺旋。

現(xiàn)在是86頁\一共有172頁\編輯于星期四2、三種環(huán)形DNA的拓撲學特性

①連環(huán)數(shù)

L

DNA雙螺旋中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數(shù)。②扭轉(zhuǎn)數(shù)

T

DNA分子中的watson-crik螺旋數(shù)目，以T表示。③超螺旋數(shù)

W正超螺旋為正，負超螺旋為負L=T+W現(xiàn)在是87頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是88頁\一共有172頁\編輯于星期四超螺旋是可以定量描敘的。White在1969通過微分幾何的研究，建立了White方程（L=T+W）來說明環(huán)繞數(shù)和超螺旋的關(guān)系。L（linkingnnmber）：鏈環(huán)數(shù)或稱拓撲環(huán)繞數(shù)，指cccDNA中一條鏈繞另一條鏈的總次數(shù)。其特點是：①L是整數(shù)；②在cccDNA中任何拓撲學狀態(tài)中其值保持不變；③右手螺旋對L取正值。T（twistingnumber）：纏繞數(shù)，即雙螺旋的圈數(shù)。其特點是：①可以是非整數(shù)；②是變量；③右手螺旋時T為正值。W（writhingnumber）：扭曲數(shù)，即超數(shù)旋數(shù)。其特點是：①可以是非整數(shù)；②是變量；③右手螺旋時，W取負值。無論是L數(shù)的增加或減少，即加旋或解旋，DNA分子具有維持B-DNA結(jié)構(gòu)的傾向，即由10堿基構(gòu)成一個螺旋，因此，DNA的長度確定后，“T”會保持不變，加旋和解旋的影響由三極結(jié)構(gòu)的扭曲來抵消?，F(xiàn)舉例說明這三者之間的關(guān)系。如有松弛的B-DNA，共有420bp，一條鏈繞另一鏈42次，正好形成42圈螺旋，則L=T=42，所以W=0，無超螺旋。若固定一端，另一端按順時針方向旋轉(zhuǎn)6圈，使雙螺旋解開6圈，再將雙鏈連接成閉合環(huán)，而DNA仍要保持B-DNA的結(jié)構(gòu)，每個螺旋由10個bp組成，T又變成最初的42，即有42個螺旋，則L=36，T=42，所以W=-6，即形成了6個負超螺旋（右旋），在此情況下，T值保持不變。

ΔT=0，ΔL=ΔW現(xiàn)在是89頁\一共有172頁\編輯于星期四某B-DNA1350bp，每螺旋10bp，在松弛情況下L=T=1350/10=135,W=0，無超螺旋若DNA一端固定，另一端解螺旋5圈，在兩端封閉：L=135－5=130由于分子內(nèi)張力，出現(xiàn)兩中可能情況：※在分子內(nèi)保持一個單鏈區(qū)，T=130，W=0※DNA張力趨于保持B-DNA原狀，T=135，L=130，W=－5DNA分子超盤繞5次的負超螺旋。L=T＋W的計算現(xiàn)在是90頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是91頁\一共有172頁\編輯于星期四連環(huán)數(shù)（L）纏繞數(shù)（T）扭曲數(shù)W松馳環(huán)25250解鏈環(huán)23230超螺旋2325-2負超螺旋DNA是由于兩條鏈的纏繞不足引起（L），分子所受張力會引起互補鏈分開導致局部變性，很易解鏈，易于參加DNA的復制、重組和轉(zhuǎn)錄等。現(xiàn)在是92頁\一共有172頁\編輯于星期四嵌入劑溴化乙錠（ethidiumbromide，EB），通過嵌入到配對堿基之間的方式與DNA結(jié)合，導致DNA雙螺旋的局部解旋沉降系數(shù)EB濃度現(xiàn)在是93頁\一共有172頁\編輯于星期四超螺旋的特點堿性pH條件下的沉降系數(shù)

I型DNA共價閉合環(huán)狀

II型DNA開環(huán)，松弛型

I°型閉環(huán)，松弛型Ⅲ型線狀pH11.3pH11.3pH11.3pH11.3現(xiàn)在是94頁\一共有172頁\編輯于星期四DNA濃度管底管頂I型II型III型電泳現(xiàn)在是95頁\一共有172頁\編輯于星期四超螺旋的意義DNA超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓撲學變化及其調(diào)控對于DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用。CsCl密度梯度（含EB）離心：超螺旋〉開環(huán)〉線性現(xiàn)在是96頁\一共有172頁\編輯于星期四

DNA分子形成超螺旋的生物學意義

一是超螺旋DNA具有更緊密的形狀，因此在DNA組裝中具有重要作用。

二是DNA的結(jié)構(gòu)具有動態(tài)性，這有利于其功能的發(fā)揮，而DNA超螺旋程度的改變介導了這種結(jié)構(gòu)的變化。B-DNA是一種熱力學上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，超螺旋的引入就提高了它的能量水平。負超螺旋的存在會影響DNA結(jié)構(gòu)變化的平衡，具超螺旋的DNA能實現(xiàn)松弛態(tài)DNA所不能實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)在是97頁\一共有172頁\編輯于星期四

3、原核生物拓撲異構(gòu)酶（topoisomerase）

拓撲異構(gòu)體（topoisomerase）：除連環(huán)數(shù)（L）不同外其他性質(zhì)均相同的DNA分子。DNA拓撲異構(gòu)酶通過改變DNA的L值而影響其拓撲結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在是98頁\一共有172頁\編輯于星期四1)拓撲異構(gòu)酶酶I

（解旋酶，擰緊）

①僅切斷雙鏈DNA的一條鏈，即催化瞬時的單鏈斷裂和連接，使雙鏈負超螺旋DNA轉(zhuǎn)變成松馳形環(huán)狀DNA，每次催化使L值增加1②不需要能量輔助因子如ATP和NAD等，因而不能催化需能的超螺旋化結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在是99頁\一共有172頁\編輯于星期四目前研究較為清楚的是大腸桿菌拓撲異構(gòu)酶（過去叫做ω蛋白）。

作用機理:當酶與DNA結(jié)合時，可形成穩(wěn)定的復合物，這個復合物是切斷DNA鏈的5′-磷酸基與酶的酪氨酸羥基以酯鍵連接而成的，同時酶的另一端共價連接在3′-OH基上。在此發(fā)生的是磷酸二酯鍵的轉(zhuǎn)移反應，由DNA轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)。當DNA的一股鏈穿越切割點繞另一股旋轉(zhuǎn)一圈后，原來斷裂的DNA重新連接，酶被釋放。即磷酸二酯鍵又由蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到DNA。整個過程并不發(fā)生鍵的不可逆水解，沒有能量的丟失。因此不需要外界供給能量，結(jié)果由于L由n變?yōu)閚+1現(xiàn)在是100頁\一共有172頁\編輯于星期四2)拓撲異構(gòu)酶酶II（促旋酶,擰松）

①使DNA的兩條鏈同時斷裂和再連接，不需要單鏈切口存在，能使松馳環(huán)狀DNA轉(zhuǎn)變成負超螺旋形DNA，因而每個反應后改變兩個鏈環(huán)數(shù)；②需要能量輔助因子?，F(xiàn)在是101頁\一共有172頁\編輯于星期四

DNA雙鏈重新連接DNA雙鏈穿過DNA的釋放重復起始DNA雙鏈斷裂拓撲異構(gòu)酶II的作用機制

現(xiàn)在是102頁\一共有172頁\編輯于星期四拓撲異構(gòu)酶Ⅱ功能是將復制叉前的正超螺旋轉(zhuǎn)為負超螺旋，從而釋放由復制叉移動造成的張力。其每將一個正超螺旋轉(zhuǎn)為負超螺旋，就將DNA的連接數(shù)L的符號從+1變?yōu)?1，則L的變化為L=-2?，F(xiàn)在是103頁\一共有172頁\編輯于星期四

大腸桿菌的拓撲異構(gòu)酶Ⅱ又叫旋轉(zhuǎn)酶.作用機制:當反應開始時，DNA圍繞著酶卷起，然后將兩條鏈切斷，2個α亞基分別與5’-磷酸基、3’-OH結(jié)合，在酶構(gòu)象改變的牽引下，另一雙鏈穿越酶蛋白提供的裂隙（切口），最后斷裂的2條鏈又重新連接。ATP水解產(chǎn)生的能量用來恢復酶的構(gòu)象，從而可進行下一次循環(huán)?，F(xiàn)在是104頁\一共有172頁\編輯于星期四在細胞中，拓撲異構(gòu)酶Ⅰ和拓撲異構(gòu)酶Ⅱ的量是相互抗衡，并受到精細地調(diào)節(jié)的，這能保證DNA的負超螺旋程度達到一個最佳狀態(tài)。圖2-22E.coliDNA旋轉(zhuǎn)酶導入負超螺旋的作用機理現(xiàn)在是105頁\一共有172頁\編輯于星期四（二）三鏈DNA在正常的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還可形成三股螺旋。依據(jù)三螺旋的形成機理和生物學意義，可分為三類：（1）分子間的三螺旋DNA。在一定條件下，合成的脫氧核苷酸插入DNA雙螺旋特定區(qū)域的大溝內(nèi)，通過氫鍵形成局部的分子間三螺旋結(jié)構(gòu)。（2）分子內(nèi)的三螺旋DNA。（具有鏡像結(jié)構(gòu)）DNA雙螺旋特定區(qū)，通過氫鍵作用，發(fā)生自身折疊，形成局部的分子內(nèi)三股螺旋結(jié)構(gòu)，同時解離出一段DNA單鏈。如鏡像重復的一段雙螺旋可以形成三股螺旋，稱H-DNA.現(xiàn)在是106頁\一共有172頁\編輯于星期四（3）平行的三螺旋結(jié)構(gòu)。是指三螺旋結(jié)構(gòu)中的第三條鏈的序列與第一條鏈的序列相同，方向也相同，這種結(jié)構(gòu)的DNA又叫R-DNA，是因其與基因的重組（recombination）有關(guān)而得名。上述形成三螺旋的三條鏈一般均由Hpu或Hpy組成。堿基配對方式是第三個堿基以A或T與A=T中的A配對，G或C與G=C中的G配對，但C必須質(zhì)子化(C+)，并且只形成兩對氫鍵。

現(xiàn)在是107頁\一共有172頁\編輯于星期四

第四節(jié)DNA與染色體P19一.染色體概述19世紀中葉，發(fā)現(xiàn)染色體。當細胞分裂時，每一條染色體都復制生成一條與母鏈完全一樣的子鏈，形成同源染色體對。原核生物DNA一般位于類核體上。原核細胞一般情況下含有一條染色體，都是單倍的?，F(xiàn)在是108頁\一共有172頁\編輯于星期四二.真核細胞染色體的組成真核細胞的染色體由DNA、組蛋白、非組蛋白及部分RNA組成。其蛋白質(zhì)與相應DNA的質(zhì)量比約為2:1。除了性細胞以外，真核細胞的染色體都是二倍體，而性細胞的染色體數(shù)目是體細胞的一半，稱為單倍體?，F(xiàn)在是109頁\一共有172頁\編輯于星期四1.染色體特征:1）分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定;2）能夠自我復制;3）能夠指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個生命過程;4）能夠產(chǎn)生遺傳的變異。染色體被大量蛋白質(zhì)及核膜包圍，DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯在不同的空間和時間上進行，其基因表達調(diào)控與DNA的序列和染色體的結(jié)構(gòu)有關(guān)?，F(xiàn)在是110頁\一共有172頁\編輯于星期四2.蛋白質(zhì)染色體上的蛋白質(zhì)主要包括組蛋白和非組蛋白。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNA組成核小體。組蛋白分別為Hl、H2A、H2B、H3及H4。它們含有大量的賴氨酸和精氨酸。特性P24非組蛋白包括酶類，收縮蛋白、骨架蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等?，F(xiàn)在是111頁\一共有172頁\編輯于星期四3.DNA真核細胞基因組含有大量的重復序列，功能DNA序列大多被非功能DNA所隔開。許多DNA序列不編碼蛋白質(zhì)。真核細胞DNA序列可被分為3類:(1)低度或不重復序列占DNA總量的40％－80％，重復序列長度大于1000bp。一般只有一到幾個拷貝。此類序列攜帶大量能編碼各種功能不同蛋白質(zhì)的遺傳信息（結(jié)構(gòu)基因)，也有一些是基因間隔序列?，F(xiàn)在是112頁\一共有172頁\編輯于星期四(2)中度重復序列：占總DNA的10％～40％，重復次數(shù)在10-104，各種rRNA、tRNA以及某些結(jié)構(gòu)基因?qū)儆谶@一類。中度重復序列往往分散在不重復序列之間。中度重復序列一般有種的特異性，可以作為探針，區(qū)分不同種間細胞DNA?，F(xiàn)在是113頁\一共有172頁\編輯于星期四(3)高度重復序列――由6～100個堿基組成，在DNA鏈上串聯(lián)重復高達數(shù)百萬次（106）以上，因此復性速度很快。不轉(zhuǎn)錄。在高度重復序列中，還有一種簡單的重復單位組成的重復序列，重復單位一般由2～10bp組成，成串排列。這種重復序列的堿基組成富含AT，可用等密度梯度離心法將其與主體DNA分開，因此把它叫做衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）。衛(wèi)星DNA占總DNA的10％～60％，（真核）現(xiàn)在是114頁\一共有172頁\編輯于星期四又根據(jù)重復頻率和重復序列長度不同，可分為小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA.相近種屬的高度重復序列存在相似性，不同種屬具有種屬特異性。高度重復序列可能參與DNA復制及基因表達的調(diào)控?，F(xiàn)在是115頁\一共有172頁\編輯于星期四4.染色質(zhì)與核小體(nucleosome)1974年，Kornberg發(fā)現(xiàn)核小體核小體是所有真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)單位小球菌核酸酶處理后凝膠電泳電鏡觀察

現(xiàn)在是116頁\一共有172頁\編輯于星期四H2A、H2B、H3和H4各兩分子組成組蛋白八聚體，構(gòu)成核心組蛋白。

雙螺旋DNA(146bp)以左手超螺旋的方式繞核心顆粒1.75圈，纏繞在核心組蛋白表面，構(gòu)成核心顆粒。

兩端各有11bp與H1結(jié)合，形成完整的核小體連接區(qū)DNA（平均55bp）將相鄰的核小體連接。1）核小體的組裝現(xiàn)在是117頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是118頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是119頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是120頁\一共有172頁\編輯于星期四2）30nm染色體螺旋管的模型現(xiàn)在是121頁\一共有172頁\編輯于星期四30nm染色體螺旋管的模型(引自Griffithsetal1999)現(xiàn)在是122頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是123頁\一共有172頁\編輯于星期四（3）扭曲成突環(huán)（Loop）附著在非組蛋白組成的支架，約含75kbDNA

現(xiàn)在是124頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是125頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是126頁\一共有172頁\編輯于星期四DNA（2nm,200bp

）核小體鏈（11nm,每個核小體200bp）纖絲（30nm,每圈6個核小體）突環(huán)（150nm,每個突環(huán)大約75000bp）

玫瑰花結(jié)（300nm,6個突環(huán)）

螺旋圈（700nm,每圈30個玫瑰花）

染色體（1400nm每個染色體含10個玫瑰花）現(xiàn)在是127頁\一共有172頁\編輯于星期四

DNA核小體螺線管超螺線管染色單體壓縮7倍壓縮6倍壓縮40倍壓縮5倍共計壓縮8400倍現(xiàn)在是128頁\一共有172頁\編輯于星期四5.基因與基因組

基因的定義：

DNA分子中含有特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位。合成有功能的多肽鏈或RNA所必需的全部核酸序列（通常是DNA序列）。故一個基因應包含不僅是編碼蛋白質(zhì)肽鏈或RNA的核酸序列，還包括為保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列、5′非翻譯序列、內(nèi)含子以及3′非翻譯序列等所有的核酸序列（蛋白質(zhì)基因和RNA基因）?，F(xiàn)在是129頁\一共有172頁\編輯于星期四基因分類編碼蛋白質(zhì)的基因：具有轉(zhuǎn)錄和翻譯功能，包括編碼酶和結(jié)構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)基因以及編碼阻遏蛋白的調(diào)節(jié)基因。只有轉(zhuǎn)錄功能而沒有翻譯功能的基因：包括tRNA基因和rRNA基因不轉(zhuǎn)錄的基因：它對基因表達起調(diào)節(jié)控制作用，包括啟動基因和操縱基因現(xiàn)在是130頁\一共有172頁\編輯于星期四基因組（genome）基因組：攜帶生物體全部遺傳信息的核酸量?？梢灾敢粋€細胞、一個個體、一個種群.原核：就是它的整個染色體。真核：一個物種單倍體染色體數(shù)目不同生物體中具有不同的基因組大小現(xiàn)在是131頁\一共有172頁\編輯于星期四1）原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點基因組很小，且大小相差較大單倍體（逆轉(zhuǎn)錄病毒除外）基因重疊結(jié)構(gòu)簡練轉(zhuǎn)錄單元（多順反子結(jié)構(gòu)）基因多是連續(xù)的（真核細胞病毒除外）現(xiàn)在是132頁\一共有172頁\編輯于星期四

A.基因組很小，相差較大

基因組大小編碼蛋白質(zhì)

乙肝病毒3Kb4種痘病毒3000Kb幾百種大腸桿菌4600Kb3000－4000現(xiàn)在是133頁\一共有172頁\編輯于星期四原核生物中一般只有一條染色體且大都帶有單拷貝基因，只有很少數(shù)基因〔如rRNA基因〕是以多拷貝形式存在現(xiàn)在是134頁\一共有172頁\編輯于星期四B.結(jié)構(gòu)簡練大部分可編碼蛋白質(zhì),只有非常小的一部份不編碼蛋白質(zhì)(通常是基因表達的控制序列）ΦX174DNA中不翻譯的部份只占217/5375G4DNA中不翻譯的部份占282/5577乳頭瘤病毒基因組中不翻譯的部份占1.0/8.0Kb現(xiàn)在是135頁\一共有172頁\編輯于星期四C.基因重疊同一段DNA片段能夠編碼兩種甚至三種蛋白質(zhì)分子

此現(xiàn)象在其它的生物中僅見于線粒體和質(zhì)粒DNA較小的基因組能夠攜帶較多的遺傳信息ΦX174單鏈DNA病毒，宿主為大腸桿菌，因此，又是噬菌體。編碼11個蛋白質(zhì)分子，總分子量為25萬左右，相當于6078個核苷酸所容納的信息量DNA本身只有5375個核苷酸，最多能編碼總分子量為20萬的蛋白質(zhì)分子現(xiàn)在是136頁\一共有172頁\編輯于星期四

基因重疊的幾種情況：（1）完全重疊（2）部分重疊（3）兩個基因只有一個堿基重疊,有的重疊基因的重疊部分翻譯相同序列的肽段；有的翻譯不同的肽段，這是因為翻譯起點錯位引起的?，F(xiàn)在是137頁\一共有172頁\編輯于星期四

D.轉(zhuǎn)錄單元基因組DNA序列中功能上相關(guān)的蛋白質(zhì)的基因或rRNA的基因往往叢集在基因組的一個或幾個特定的部位，形成一個功能單位或轉(zhuǎn)錄單元，即形成多順反子結(jié)構(gòu)（polycistronie）現(xiàn)在是138頁\一共有172頁\編輯于星期四多順反子mRNA可編碼兩條或兩條以上蛋白質(zhì)分子的mRNA的分子，現(xiàn)在是139頁\一共有172頁\編輯于星期四E.原核生物的基因多是連續(xù)的，真核細胞病毒的基因是不連續(xù)的.SV40現(xiàn)在是140頁\一共有172頁\編輯于星期四2）真核生物基因組特點

基因組大，含有多種序列組分染色體雙倍體單順反子重復序列斷裂基因

現(xiàn)在是141頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是142頁\一共有172頁\編輯于星期四序列組分快復性成分高度重復序列中復性成分中度重復序列慢復性成分不重復序列現(xiàn)在是143頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是144頁\一共有172頁\編輯于星期四第五節(jié)DNA的變性、復性與分子雜交

一、DNA的變性（denaturation）1.定義：在理化因素作用下，DNA雙螺旋的兩條互補鏈松散而分開成為單鏈，從而導致DNA的理化性質(zhì)及生物學性質(zhì)發(fā)生改變的現(xiàn)象.

變性不涉及共價鍵的斷裂，磷酸二酯鍵的斷裂是降解。核酸的變性可發(fā)生在整個DNA分子中，也可發(fā)生在局部的雙螺旋節(jié)段上（局部變性）.現(xiàn)在是145頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是146頁\一共有172頁\編輯于星期四現(xiàn)在是147頁\一共有172頁\編輯于星期四2.變性表征：

生物活性部分喪失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸收增加（增色效應）、沉降速度加快。

現(xiàn)在是148頁\一共有172頁\編輯于星期四

3.變性因素：酸堿變性（

pH>11.3或<5.0）變性劑（脲、甲酰胺、甲醛）低離子強度熱變性現(xiàn)在是149頁\一共有172頁\編輯于星期四

4.DNA的增色效應:

加熱時，DNA雙鏈解鏈過程中，內(nèi)部的堿基暴露，對260nm波長紫外光吸收增加，DNA的A260增加，并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系。這種關(guān)系稱為DNA的增色效應.

現(xiàn)在是150頁\一共有172頁\編輯于星期四5.熱變性和Tm1）熱變性：由加熱引起的變性，當將DNA稀鹽溶液加熱到80℃左右，雙螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞，氫鍵斷裂，兩條鏈彼此分開形成無規(guī)則線團。DNA的變性過程是突發(fā)性的，在較窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生。濃度50ug/mL時，雙鏈DNAA260=1.00，完全變性（單鏈）A260=1.37,現(xiàn)在是151頁\一共有172頁\編輯于星期四如果以溫度對紫外吸收作圖，可得一S形曲線，稱為熔解曲線熔解曲線的中點，即一半的DNA雙螺旋解為單鏈所對應的溫度稱為熔解溫度或解鏈溫度（meltingtemperature,transitiontemperature，Tm）。2）Tm（熔解溫度）：當A260增加到最大增大值一半時，對應的溫度即為熔解溫度。每一種DNA都有一個解鏈溫度，通常Tm值在85--95℃之間。事實上Tm值并不是一個固定常數(shù)，它受以下因素的影響：現(xiàn)在是152頁\一共有172頁\編輯于星期四3）影響DNA的Tm大小的因素:

現(xiàn)在是153頁\一共有17