DNA的結(jié)構(gòu)與功能

DNA的結(jié)構(gòu)與功能DNA的結(jié)構(gòu)與功能DNA的結(jié)構(gòu)與功能1DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/20242DNA的結(jié)構(gòu)

1.DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)

2.DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)

3.DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)4.真核生物DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)

5.DNA的性質(zhì)2DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)3?DNA分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式（3′-5′磷酸二酯鍵）和排列順序叫做DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱為堿基序列。

一級(jí)結(jié)構(gòu)的走向規(guī)定為5′→3′。5′3′3DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法45′3′結(jié)構(gòu)式5′3′

p

p

p

pOH3′ACTG1′線條式5′

ACTGCATAGCTCGA3′字母式4DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)51、雙鏈反向平行配對(duì)而成2、脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成DNA骨架，堿基排在內(nèi)側(cè)3、內(nèi)側(cè)堿基通過氫鍵互補(bǔ)形成堿基對(duì)（A：T，C：G）4、DNA在堿性條件下穩(wěn)定性強(qiáng)，不斷裂。pH=11.5時(shí)仍穩(wěn)定，而RNA易被堿水解5DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/20242.DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)61953沃森和克里克根據(jù)DNA纖維X射線晶體衍射圖，提出了DNA分子結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型。FrancisCrickandJamesWatson(獲1962年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))6DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA雙螺旋的基本特征7

兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋。

相臨堿基對(duì)間距離為0.34nm,每周螺距為3.4nm(10bp),d為2nm。

雙螺旋有兩種不同的溝（大溝和小溝）。大溝攜帶分子可識(shí)別信息，是蛋白質(zhì)識(shí)別DNA堿基序列產(chǎn)生相互作用的基礎(chǔ)。7DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素81.堿基對(duì)間的氫鍵2.堿基堆積力（1）相鄰堿基對(duì)間的范德華力（2）堿基對(duì)間的疏水作用力3.磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和，降低靜電張力8DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA雙螺旋類型9A-DNA20

0.26

2.6

11右B-DNA60.34

2.0

10右Z-DNA7

0.371.812左雙螺旋堿基傾角/（。）堿基間距/nm螺旋直徑/nm每輪堿基數(shù)螺旋方向9DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/20243.DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)10DNA在細(xì)胞內(nèi)以雙螺旋為基礎(chǔ)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)折疊成超螺旋結(jié)構(gòu)。超螺旋正超螺旋負(fù)超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反

DNA超螺旋結(jié)構(gòu)10DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202411DNA超螺旋是由DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶（拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ）產(chǎn)生的。環(huán)狀DNA分子常以超螺旋結(jié)構(gòu)存在，并以負(fù)超螺旋為主，有利于轉(zhuǎn)錄的起始。11DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/20244.真核生物DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)12

真核生物DNA與蛋白質(zhì)形成非常致密的復(fù)合物存在于細(xì)胞核內(nèi)，基本結(jié)構(gòu)式核小體。核小體DNA組蛋白H2A、H2B、H3、H4:八聚體核心組蛋白H1：連接區(qū)12DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024核小體的結(jié)構(gòu)13DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024核小體鏈（11nm，每個(gè)核小體200bp）纖絲（30nm，每圈6個(gè)核小體）突環(huán)（150nm，每個(gè)突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（300nm，6個(gè)突環(huán)）螺旋圈（700nm，每圈30個(gè)玫瑰花）染色體（1400nm，每個(gè)染色體含10個(gè)玫瑰花200bp）--人的染色體壓縮8000-10000DNA（2nm）14DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024核小體盤繞及染色體示意圖1515DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/2024DNA的性質(zhì)16

DNA的變性

定義：某些理化因素會(huì)導(dǎo)致DNA雙鏈互補(bǔ)堿基之間的氫鍵發(fā)生斷裂，使雙鏈DNA解離為單鏈。只改變DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，不改變它的核苷酸序列。

變性因素：過量酸、堿，加熱，離子強(qiáng)度改變等。

變性后理化性質(zhì)的主要改變：粘度下降比旋光度下降OD260增色（增色效應(yīng)）16DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202417DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂17DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202418

DNA的增色效應(yīng)—DNA變性時(shí)其溶液OD260值增高18DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202419

解鏈曲線（meltingcurve）

解鏈溫度（溶解溫度，Tm）在解鏈過程中，UV吸收值的變化達(dá)到最大變化值一半時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，此溫度時(shí)，50%DNA雙鏈打開。

Tm值與DNA均一性和長(zhǎng)短、堿基GC含量、溶液離子強(qiáng)度、相關(guān)，GC含量越高，Tm值越高。19DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202420

Tm值的計(jì)算及應(yīng)用Tm=69.3+0.41×(G+C)/(G+C+A+T)×100%小于20bp的寡核苷酸片段Tm=4（G+C）+2（A+T)PCR退火溫度比Tm值低4~6℃20DNA的結(jié)構(gòu)與功能5/9/202421

DNA的復(fù)性

定義：DNA回復(fù)成雙鏈結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)性。

影響復(fù)性的因素：樣品的性質(zhì)、DNA片段的大小、DNA濃度、溫度、離子強(qiáng)度等。

復(fù)性后理化性質(zhì)的改變:粘度增大；比旋光度變大；OD260下降（低色效應(yīng)）21DNA