第04章核苷酸和核酸(藥學(xué)系)

第四章核苷酸和核酸

NucleotidesandNucleicAcids一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展1868年FridrichMiescher從膿細(xì)胞中提取“核素”1944年Avery等人證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測(cè)序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術(shù)1990年美國啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃(HGP)

1994年中國人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)2001年美、英等國完成人類基因組計(jì)劃基本框架二、核酸的分類及分布

90%以上分布于細(xì)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(xì)胞和個(gè)體的基因型(genotype)。參與細(xì)胞內(nèi)DNA遺傳信息的表達(dá)。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。

三、核酸的組成

磷酸戊糖核苷酸核酸核苷堿基

磷酸戊糖堿基RNA有D－核糖腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶尿嘧啶(ribose)(A)(G)(C)(U)

DNA有D-2-脫氧核糖腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶(deoxyribose)(A)(G)(C)(T)第一節(jié)堿基、核苷和核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)單元－核苷酸一、堿基、核苷和核苷酸（一）堿基①嘧啶堿(pyrimidinebases)②嘌呤堿(purinebases)③修飾堿基(modificationbases)或稀有堿基(rarebase)腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶稀有堿基5-甲基胞苷N6-甲基腺苷N2-甲基鳥苷5-羥甲基胞苷肌苷假尿苷7-甲基鳥苷4-硫代尿苷（二）戊糖醛型呋喃型戊糖（構(gòu)成RNA）1′2′3′4′5′核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)（三）核苷（nucleoside)1.由堿基和戊糖縮合而成，通過糖苷鍵(N－糖苷鍵)連接。（核糖C1的半縮醛羥基與N9-H或N1-H脫水縮合）①核糖核苷（ribonuclesideorriboside)②脫氧核糖核苷（deoxyribonuclesideordeoxyriboside)簡稱脫氧核苷（deoxynucleside）（四）核苷酸(nucleotide）1.由核苷的戊糖羥基與磷酸縮合而成(被磷酸酯化)。2.通常磷酸是連接在核糖的5′位，但RNA在堿解下，可得到2′，3′核苷酸，DNA只有5′，3′兩種。1.核苷(ribonucleoside)的形成堿基和核糖（脫氧核糖）通過糖苷鍵(glycosidicbond)連接形成核苷（脫氧核苷）。1′1返回核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

2.核苷酸(ribonucleotide)的結(jié)構(gòu)與命名核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。腺苷5′-單磷酸酯腺苷2′,3′-環(huán)單磷酸酯二、核苷酸的生物學(xué)功能1.作為核酸的單體。2.細(xì)胞中的攜化學(xué)能(carrychemicalenergy)核苷酸(1)ATP有兩個(gè)高能磷酸鍵,可水解釋放能量（30kJ/mol)。還是很好的磷?；瘎?，是許多生化反應(yīng)的激活步驟。(2)GTP也是高能化合物，磷?；w。核苷5'-單磷酸、5'-二磷酸和5'-三磷酸3．核苷酸是許多酶的輔因子的結(jié)構(gòu)成分

例：腺嘌呤核苷是輔酶A、輔酶NAD、NADP、FAD等的成分。

4.一些核苷酸是細(xì)胞通訊的媒介

(1)cAMP，cGMP－第二信使(2)ppGpp:抑制rRNA和tRNA分子的合成第二節(jié)磷酸二酯鍵與多核苷酸磷酸二酯鍵(phosphodiesterlinkage)（1）DNA和RNA是由核苷酸通過3′,5′-磷酸二酯鍵連接起來的。（2）多核苷酸具有極性，并有獨(dú)特的5′、3′末端。寡核苷酸(oligonucleotide)：≤50核苷酸殘基多核苷酸(polynucleotide):＞50核苷酸殘基5′端3′端核苷酸的連接核苷酸之間以3′，5′－磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CGAA

G

P5

P

T

PG

PC

PT

P

OH3

書寫方法5

pApCpTpGpCpT-OH

3

5

ACTGCT

3

第三節(jié)堿基的性質(zhì)和核酸結(jié)構(gòu)一、堿基的性質(zhì)游離堿基的同分異構(gòu)形式：內(nèi)酰胺內(nèi)酰亞胺雙內(nèi)酰亞胺堿基環(huán)上有共扼雙鍵紫外吸收：最大吸收波長260nm。具有疏水性：堿基堆積力(basestacking)綜合了范德華氏力和偶極作用兩種作用力，這種堆積降低了堿基與水的接觸穩(wěn)定核酸的三維結(jié)構(gòu)。Watson-Crick堿基對(duì)：1953年，JamesWatson和FrancisCrick確定A與T，G與C之間形成氫鍵。第四節(jié)DNA結(jié)構(gòu)

一、DNA儲(chǔ)存遺傳信息的證實(shí)1944年，O.T.Avery等證實(shí)DNA攜帶遺傳信息肺炎雙球菌：光滑有莢膜致病，粗糙無莢膜無毒1952年，AlfredD.Hershey和MeathaChase作的噬菌體感染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)

二、各物種DNA有著獨(dú)特的堿基組成20世紀(jì)40年代后期，ErwinChargaff通過對(duì)各生物堿基組成分析，提出下列結(jié)論：1.不同物種間DNA堿基組成一般不同（有種的特異性）2.同一物種不同組織的DNA樣品有相同的堿基組成（無組織器官特異性）3.物種DNA堿基組成不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)和環(huán)境改變。4.Chargaff定則：(1)[A]=[T](2)[G]=[C](3)[A]+[G]=[T]+[C]

三、Watson—CrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)通過對(duì)堿基組成特點(diǎn)及DNA結(jié)晶的X光衍射分析,

1953年，Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.特點(diǎn)：(1)兩條鏈反平行相互纏繞的右手螺旋，螺旋上有大溝(majorgroove)和小溝(minorgroove)。(2)堿基在內(nèi)側(cè)，磷酸和核糖在外側(cè)。(3)螺旋直徑2nm，相鄰堿基距0.34nm，每圈10對(duì)堿基，螺距3.4nm。(4)A與T配對(duì)，形成2個(gè)氫鍵；G與C配對(duì)，形成3個(gè)氫鍵。返回DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)返回2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三種力(1)氫鍵（橫向作用力）(2)堿基堆積力（縱向作用力）－主要的、非特異性(3)離子鍵磷酸和鈉、鉀、鎂離子，以及組蛋白結(jié)合使核酸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則返回3.由Watson和Crick提出的DNA復(fù)制過程四、DNA存在不同的三維結(jié)構(gòu)形式由于DNA分子的糖-磷酸主鏈中各單鍵對(duì)相鄰鍵可以旋轉(zhuǎn)、脫氧核糖五元環(huán)可折疊以及C-1′－N糖苷鍵的旋轉(zhuǎn)，DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。

DNA中一個(gè)核苷酸殘基的構(gòu)象受7個(gè)不同鍵影響：第4個(gè)鍵受糖環(huán)的限制，其余6個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)。依據(jù)環(huán)上某一原子突出其他四個(gè)原子組成的平面，戊糖具有“內(nèi)”、“外”構(gòu)象，突出的原子如與C-5′在一邊稱為“內(nèi)”(endo)，在另一邊稱為“外”(exo)。核苷酸殘基中的嘌呤堿可取反式或順式構(gòu)象，而嘧啶堿一般取反式構(gòu)象。三種雙螺旋DNA類型的比較A型B型Z型螺旋手性右手性右手性左手性分子形態(tài)較平滑雙螺旋平滑雙螺旋Z字形扭曲螺旋直徑（nm）2.62.01.8堿基對(duì)/螺旋1110.512堿基對(duì)上升高度(nm)0.260.340.37堿基傾角20o6o1o糖苷鍵構(gòu)象反式反式嘌呤順式嘧啶反式堿基排列方向朝內(nèi)朝內(nèi)外露凹槽大溝（窄、深）小溝（寬、淺）大溝（寬、深）小溝（窄、淺）一種溝（小溝、窄、深）

穩(wěn)定存在條件較高離子強(qiáng)度，相對(duì)濕度≦75％DNA－RNA雜交體低離子強(qiáng)度，細(xì)胞中DNA的構(gòu)象

五、與DNA堿基順序相關(guān)的特殊結(jié)構(gòu)1.回文結(jié)構(gòu)(palindrome)回文結(jié)構(gòu)：正讀反讀含義一樣。如：上海自來水來自海上；ROTATOR?；匚慕Y(jié)構(gòu)具有形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)(hairpin)與十字架結(jié)構(gòu)(cruciform)的能力：2.H-DNA:具有多嘧啶-多嘌呤(polypyrimidine-polypurine)和鏡像重復(fù)的特點(diǎn)。(1)CT或AG相間的鏡像重復(fù)形成的H-DNA(2)H-DNA能靠堿基配對(duì)形成三螺旋：存在于同一條鏈僅含嘌呤或嘧啶的長DNA鏈內(nèi)。其中，兩條鏈為嘧啶鏈，一條為嘌呤鏈，此時(shí)有一多嘌呤鏈處于不配對(duì)狀態(tài)。(3)Hoogsteen配對(duì)：1963年，Hoogsteen提出，參與Watson-Crick堿基對(duì)的核苷酸殘基可形成一批額外的氫鍵：質(zhì)子化的C與G≡C中的G配對(duì)，T與A=T中的A配對(duì)。

嘌呤堿基中的N7，O6和N6是參與在三鏈DNA中形成氫鍵的位點(diǎn)，稱為Hoogsteen位點(diǎn)，此種非Watson-Crick配對(duì)稱為Hoogsteen配對(duì)。Hoogsteen配對(duì)使三鏈DNA得以形成在低pH下，三鏈DNA最穩(wěn)定（C≡G.C+需一個(gè)質(zhì)子化的C）。3.DNA特殊結(jié)構(gòu)的作用：許多識(shí)別特殊DNA順序的DNA結(jié)合蛋白的結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)常含有回文順序。H-DNA常處在真核基因的表達(dá)調(diào)控區(qū)。第五節(jié)

RNA的種類與結(jié)構(gòu)一、RNA的種類、分布、功能

二、RNA的一般結(jié)構(gòu)1.單鏈線性:因堿基堆積，趨于形成右手螺旋。2.可與RNA或DNA互補(bǔ)配對(duì)

局部雙螺旋（反向平行）：RNA鏈間GU配對(duì)較普遍雙螺旋發(fā)卡結(jié)構(gòu)M1RNA可能的二級(jí)結(jié)構(gòu)

三、mRNA的結(jié)構(gòu)１.單順反子mRNA（monocistronicmRNA）與多順反子mRNA（polycistronicmRNA）:原核生物的mRNA如僅為一條肽鏈編碼，稱為單順反子mRNA；為兩條以上肽鏈編碼則為多順反子mRNAhnRNA內(nèi)含子(intron)mRNA2.mRNA成熟過程

外顯子(exon)3.真核mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)5′末端在轉(zhuǎn)錄后加上一個(gè)7-甲基鳥苷，同時(shí)第一個(gè)核苷酸的C′2也是甲基化，形成帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-。(2)3′末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polyA)結(jié)構(gòu)，稱為多聚A尾。mRNA5'帽子結(jié)構(gòu)mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNA的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能*rRNA的種類（根據(jù)沉降系數(shù)）真核生物5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA23SrRNA16SrRNA

四、rRNA的結(jié)構(gòu)含量大，構(gòu)成核糖體的骨架核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個(gè)核苷酸18S1874個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸28S5.85S5S4718個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%*rRNA的結(jié)構(gòu)*tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含10~20%稀有堿基，如DHU3′末端為—CCA-OH5′末端大多數(shù)為G具有T

C

五、tRNA的結(jié)構(gòu)*tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)——三葉草形（cloverleafpattern)

氨基酸臂

DHU環(huán)反密碼環(huán)額外環(huán)

TΨC環(huán)氨基酸臂額外環(huán)*tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——倒L形*酵母PhetRNA的非Watson-Crick配對(duì)第六節(jié)核酸的變性、復(fù)性和雜交一、DNA的變性與復(fù)性１.DNA的變性(denaturation):定義：在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。方法：過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等。變性后其它理化性質(zhì)變化：OD260增高 粘度下降比旋度下降 浮力密度升高酸堿滴定曲線改變 生物活性喪失2.DNA復(fù)性(renaturation):定義在適當(dāng)條件下，變性DNA的兩條互補(bǔ)鏈可恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性。退火（annealing

）如熱變性的DNA兩條鏈鍵還有十幾個(gè)處于雙螺旋聯(lián)系時(shí)，經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程稱為退火。為一級(jí)反應(yīng)歷程。當(dāng)變性DNA兩條鏈完全分開時(shí)，復(fù)性是個(gè)二級(jí)反應(yīng)歷程第一步緩慢第二步較快dc

–=kc2(4-1)dt

–dc/dt

復(fù)性速度微分（反應(yīng)體系中單鏈DNA濃度的減少）k動(dòng)力學(xué)常數(shù)c以核苷酸Molar表示的單鏈DNA濃度式(4-1)的積分，得：

c1

=

(4-2)

c01+k

c0t當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，c/c0=1/2

1

1

=

2

1+k

c0t1/2整理得c0t1/2＝１/k=K(4-3)式(4-3)表示DNA復(fù)性反應(yīng)的初始濃度與反應(yīng)完成一半所需時(shí)間的乘積（c0t1/2）為常數(shù)。c0t1/2或K又稱為DNA分子復(fù)雜度（complexity,C）,用于衡量各物種基因組DNA含量。不同DNA分子的復(fù)性動(dòng)力學(xué)曲線二、DNA的熔解溫度１.增色效應(yīng)（hyperchromiceffect）:指DNA變性過程中，溶液的紫外光吸收(OD260)↑的現(xiàn)象。2.DNA的變性溫度或熔解溫度（meltingtemperature，Tm）：指DNA熱變性時(shí)紫外吸收增加值達(dá)總量一半時(shí)的溫度。(1)每種DNA都有一個(gè)特征性的Tm。(2)G≡C含量高的Tm高。(3)RNA雙螺旋較穩(wěn)定：變性溫度比DNA雙鏈高約20oC。(4)RNA-DNA的穩(wěn)定性介于RNA和DNA之間。3.淬火（guench）:熱變性DNA溶液溫度迅速將至0oC，DNA單鏈?zhǔn)ヅ鲎矙C(jī)會(huì)，不能復(fù)性，此種冷處理過程稱為淬火。三、核酸的雜交及應(yīng)用1.不同來源的單鏈核苷酸依據(jù)分子的互補(bǔ)性形成雙螺旋的過程稱為分子雜交（hybridization）雜交可以在不同的DNA-DNA之間，也可以在DNA-RNA之間或者RNA-RNA之間進(jìn)行。核酸分子雜交的應(yīng)用

研究DNA分子中某一種基因的位置鑒定兩種核酸分子間的序列相似性檢測(cè)某些專一序列在待檢樣品中存在與否是基因芯片技術(shù)的基礎(chǔ)

第七節(jié)核酸的化學(xué)反應(yīng)和酶法修飾一、核酸的化學(xué)反應(yīng)1.脫氨基反應(yīng)(deamination)次黃嘌呤黃嘌呤2.脫嘌呤反應(yīng)(depurination)脫嘌呤殘基3.堿基的二聚化和交聯(lián)作用4.一些引起DNA損傷的化學(xué)因子亞硝酸前體亞硝胺硝酸鈉亞硝酸鈉烷化劑S-腺苷蛋氨酸二甲基亞硝胺二甲基硫酸酯氮芥二甲基硫酸酯的作用O6-甲基鳥嘌呤二、DNA的酶法甲基化甲基供體：第八節(jié)核酸酶和DNA限制性內(nèi)切酶一、核酸酶的分類核酸酶－磷酸二酯酶1.按作用方式分:內(nèi)切核酸酶外切核酸酶:3′→5′或5′→3′2.按作用點(diǎn)分:a類(3′)核酸酶b類(5′)核酸酶ab二、核酸酶的特異性：底物特異性：脫氧核糖核酸酶(DNase)：只作用于DNA核糖核酸酶(RNase)：僅作用于RNA。非特異性核酸酶：可水解DNA和RNA。二級(jí)結(jié)構(gòu)特異性：僅水解單鏈核酸僅水解雙鏈核酸堿基特異性要求切割4~8個(gè)核苷酸殘基的特殊核苷酸順序（一）外切核酸酶1.蛇毒磷酸二酯酶(1)方向：3′→5′(2)底物：DNA，RNA(3)位點(diǎn)：3′-磷酯鍵(4)產(chǎn)物：5′-核苷酸2.牛脾磷酸二酯酶(1)方向：5′→3′(2)底物：DNA，RNA(3)位點(diǎn)：5′-磷酯鍵(4)產(chǎn)物：3′-核苷酸（二）內(nèi)切核酸酶1.RNaseA（牛胰核糖核酸酶）(1)專一性：C，U(2)位點(diǎn)：嘧啶核苷酸右側(cè)的5′-磷酯鍵(3)產(chǎn)物：3′-磷酸嘧啶核苷或3′-磷酸嘧啶核苷為末端的寡核苷酸2.RNaseT1(1)來源：從米曲霉培養(yǎng)液提取(2)位點(diǎn)：G右側(cè)的5′－磷酯鍵(3)產(chǎn)物：3′-GMP或3′-端以Gp結(jié)尾的寡核苷酸。3.RNaseT2(1)來源：從米曲霉培養(yǎng)液提取(2)專一性：稍差，主要作用于腺苷酸(3)位點(diǎn)：A右側(cè)的5′-磷酯鍵(4)產(chǎn)物：3′-AMP或3′端以Ap結(jié)尾的寡核苷酸。4.DNaseⅠ（牛胰脫氧核糖核酸酶）(1)位點(diǎn)：3′-磷酯鍵(2)產(chǎn)物：5′-磷酸為末端的寡核苷酸5.DNaseⅡ（牛脾脫氧核糖核酸酶）(1)位點(diǎn)：5′-磷酯鍵(2)產(chǎn)物：3′-磷酸為末端的寡核苷酸。三、限制性內(nèi)切酶（restrictionendonuclease，限制酶）主要作用于異源雙鏈DNA。發(fā)現(xiàn)于細(xì)菌等微生物中。產(chǎn)物：DNA片段，有粘性末端或平頭末端。分類：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三型Ⅰ、Ⅲ型特點(diǎn)：(1)作用需ATP，對(duì)DNA進(jìn)行甲基化修飾。(2)Ⅰ型切割位點(diǎn)隨機(jī)，Ⅲ型能識(shí)別特定的堿基序列，并在該位點(diǎn)內(nèi)或鄰近切開DNA。Ⅱ型特點(diǎn)：(1)作用不需ATP，不進(jìn)行甲基化或其他化學(xué)修飾(2)作用位點(diǎn)有4或6個(gè)核苷酸殘基(3)作用位點(diǎn)具有回文結(jié)構(gòu)(4)得到粘末端或平末端例：EcoRI5’····GAATTC····3’3’····CTTAAG····5’5’····GAATTC····3’3’····CTTAAG····5’四、限制片段的長度和限制圖1.限制片段的長度4n

例：EcoR

?識(shí)別6bp，酶切片斷長度為46＝40962.限制圖(1)限制圖：各種限制性內(nèi)切酶在某一DNA分子或DNA片段上切點(diǎn)的排列。也稱物理圖。(2)限制圖的制作：對(duì)DNA鏈的一端進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記單酶切

瓊脂糖凝膠電泳切點(diǎn)數(shù)各片段分子量雙酶切瓊脂糖凝膠電泳第九節(jié)DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定

與DNA的化學(xué)合成一、DNA堿基順序的測(cè)定（DNAsequeancing）:1977年，發(fā)明了兩種方法化學(xué)法:由AlanMaxam和WalterGilbert發(fā)明。Sanger雙脫氧末端終止法:由FrederickSanger發(fā)明（一）基本原理/lehninger1.DNA酶促合成的過程2.雙脫氧核苷三磷酸類似物：3’-位脫氧的ddNTP類似物摻入合成中的核酸鏈時(shí)，可阻止鏈的延長。3.四組模板相同的DNA聚合反應(yīng)，分別額外加入一種ddNTP四組在不同堿基處打斷的核苷酸鏈電泳（二）DNA自動(dòng)測(cè)序儀原理(改良Sanger法)二、DNA的化學(xué)合成（DNAchemicalsynthesis）:20世紀(jì)70年代，由H.GobindKhorana發(fā)明。首先，5’-OH被DMT保護(hù)的第一個(gè)核苷酸與硅支持物連接，然后用三氯乙酸除去DMT。核苷與硅支持物共價(jià)連接3’-位被二異丙基活化的第二個(gè)核苷酸與第一個(gè)核苷酸反應(yīng)5’,3’連接。氰乙基保護(hù)基二異丙基激活基團(tuán)二異丙基胺副產(chǎn)物加I2氧化亞磷酸磷酸二酯鍵三酯第十節(jié)基因和基因組基因組(genome)：一個(gè)細(xì)胞中所有基因和基因間DNA的總和稱為基因組。能獨(dú)立傳遞遺傳信息的病毒DNA、質(zhì)粒DNA或RNA稱為病毒基因組和質(zhì)?；蚪M。染色體DNA的長度比容納它的細(xì)胞或病毒衣殼長多個(gè)數(shù)量級(jí)：如噬菌體T2DNA是病毒顆粒的3500倍。一、天然DNA分子的大小與順序特征1.病毒DNA分子：(1)大?。簡捂淒NA病毒的復(fù)制型（replicativeforms，RF型）：病毒DNA在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，線性病毒DNA的兩末端共價(jià)連接，單鏈病毒DNA形成雙鏈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)稱為單鏈DNA病毒的RF型。2.細(xì)菌細(xì)胞染色體DNA和染色體外DNA:細(xì)菌含比病毒更多的DNA：E.coli染色體DNA的長度是細(xì)胞長度的850倍。細(xì)菌染色體DNA存在于擬核中。質(zhì)粒（plasmid）：為細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在的一種或幾種小的流離的染色體外遺傳因子（elements）。質(zhì)粒攜帶遺傳信息，并能進(jìn)行復(fù)制以產(chǎn)生子代質(zhì)粒。質(zhì)粒是研究DNA在體內(nèi)代謝過程的模型。質(zhì)粒已成為基因克隆和分離的主要載體。3.真核細(xì)胞染色體DNA：大?。喝祟愃珼NA的量是E.coli的600倍。一個(gè)人體細(xì)胞所有DNA拳長約2m。真核染色體：(a)一條人的染色體(b)人白細(xì)胞的整套染色體（46條）4.真核生物細(xì)胞器中的DNA：線粒體DNA葉綠體DNA

二、基因與順反子基因定義：經(jīng)典生物學(xué)：基因?yàn)闆Q定或影響生物體一種性狀或一個(gè)表現(xiàn)型的染色體上的某一部分。1940年，GeorgeBeadle和EdwardTatum的定義：基因是遺傳物質(zhì)上的一個(gè)片段－一個(gè)基因一個(gè)酶，一個(gè)基因一個(gè)蛋白?，F(xiàn)代基因的生物化學(xué)定義：基因是為各種多肽鏈或RNA順序編碼的DNA片段。順反子（cistron）：基因也可稱為順反子。一個(gè)順反子就是一個(gè)基因。三、染色體DNA的堿基順序特征1.細(xì)菌:只含一個(gè)染色體，幾乎都是單拷貝基因。2.真核生物：(1)高度重復(fù)序列（highlyrepeatedsequence）:每個(gè)<10bp，同向重復(fù)串聯(lián)，重復(fù)百萬次。不能轉(zhuǎn)錄，功能未知。又稱為衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）。(2)中度重復(fù)序列(moderatelyrepeatedsequence):數(shù)百bp，重復(fù)＞1000次。能轉(zhuǎn)錄，作為tR