第2章核酸的結(jié)構(gòu)和功能2共價(jià)結(jié)構(gòu)

第2章核酸的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的遺傳物質(zhì)核酸的化學(xué)組成與共價(jià)結(jié)構(gòu)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)真核生物的染色體及其組裝RNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)核酸的變性、復(fù)性與分子雜交研究核酸的常用方法2.2核酸的共價(jià)結(jié)構(gòu)即核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu),指核苷酸序列.3’5’53

一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法：

結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式一級(jí)結(jié)構(gòu)的走向的規(guī)定為5′→3′

DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)5′3′OHOHOH5′3′RNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法5′3′結(jié)構(gòu)式5′3′

p

p

p

pOH3′ACTG1′線條式5′

ACTGCATAGCTCGA3′字母式

DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的概念：指DNA分子中的核苷酸排列順序

不同生物借此貯存遺傳信息決定DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)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)

b、編碼基因選擇性表達(dá)的信息RNA的功能：P17三DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋模型的提出雙螺旋模型的特征維持DNA雙螺旋的作用力雙螺旋結(jié)構(gòu)的其他形式

3.1DNA雙螺旋模型的提出（doublehelixmodel）

a、1938Astbury&Bell首次用X－射線分析DNA

b、1950ChargaffA+G/T+C=1

A+T≠G+C

d、1952AlexanderTodd

發(fā)現(xiàn)了核苷酸和核苷酸之間由磷酸二酯鍵連接e、1952M.H.F.Wilkins&RosalindFranklin

得到了高度定向的DNA纖維的X-射線照片

c、1950Pauling&Covey建立了蛋白質(zhì)的α-螺旋模型依據(jù)1953Watsosn&Crick

右手B-DNADoublehelixModel

提出Fig.WatsonandCrick’spaperinNature1953.1962年，Wilkins、Watson和Crick共獲諾貝爾獎(jiǎng)。1962:NobelPrizeinPhysiologyandMedicineJamesD.WatsonFrancisH.CrickMauriceH.F.WilkinsWhatabout?RosalindFranklin3.2雙螺旋模型的特征

①主鏈；②堿基互補(bǔ)配對(duì)；③螺旋參數(shù);④

大溝和小溝5′3′5′3′①主鏈②堿基配對(duì)C-GT-A直徑2nm

③雙螺旋模型參數(shù)螺距為3.4nm

每圈有10nt

堿基堆積距離是0.34nm

螺旋轉(zhuǎn)角是36度Twist36°④

大溝和小溝計(jì)算機(jī)模擬DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（藍(lán)色）大溝中結(jié)合著肽（紅色）雙螺旋中的大溝對(duì)于DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)的相互識(shí)別很重要，在溝內(nèi)可以辨認(rèn)堿基的順序。

氫鍵

堿基堆積力

其他作用因素3.3維持DNA雙螺旋的作用力

3.4雙螺旋結(jié)構(gòu)的其他形式三種DNA雙螺旋構(gòu)象比較A-DNAZ-DNAB-DNAABZ外型粗短適中細(xì)長(zhǎng)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每圈堿基數(shù)111012堿基傾角2000070大溝很窄很深很寬較深平坦小溝很寬、淺窄、深較窄很深DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義

該模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了堿基配對(duì)原則，這是DNA復(fù)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(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是20世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。四DNA分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)單鏈核酸形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)反向重復(fù)序列與二級(jí)結(jié)構(gòu)三股螺旋的DNADNA的四鏈結(jié)構(gòu)與端粒DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)DNA的精細(xì)結(jié)構(gòu)4.1單鏈核酸形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)夾反轉(zhuǎn)重復(fù)（invertedrepeated)：由反方向互補(bǔ)的兩個(gè)DNA片段組成，兩個(gè)反轉(zhuǎn)重復(fù)序列又叫回文序列(palindromesequence)。鏡像重復(fù)(mirrorrepeat)：由反方向完全相同的兩個(gè)序列組成。直接重復(fù)(directrepeat)：由同一方向完全相同的兩個(gè)序列組成。正向重復(fù)序列、順向重復(fù)序列。4.2反向重復(fù)序列與二級(jí)結(jié)構(gòu)4.3三股螺旋DNA（triplehelix）三鏈DNA（triplestrandsDNA，tsDNA）1957年由Felesnfeld及Davis首先發(fā)現(xiàn)。三條鏈均為同型嘌呤（homopurine，Hpu）或同型嘧啶（h