DNA的結(jié)構(gòu)與功能.ppt

1、DNA的結(jié)構(gòu),廖露,2020/7/22,1,2,DNA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),2020/7/22,2,DNA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 。,2020/7/22,3,DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法,4,2020/7/22,4,DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn),5,1、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(guò)氫鍵互補(bǔ)形成堿

2、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,2020/7/22,5,2. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),6,1953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。,Francis Crick and James Watson (獲1962年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)),2020/7/22,6,DNA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)

3、識(shí)別DNA堿基序列產(chǎn)生相互作用的基礎(chǔ)。,2020/7/22,7,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素,8,1. 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,2020/7/22,8,DNA雙螺旋類型,9,A-DNA 20 0.26 2.6 11 右 B-DNA 6 0.34 2.0 10 右 Z-DNA 7 0.37 1.8 12 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,2020/7/22,9,3. DNA三級(jí)結(jié)構(gòu),10,DNA在細(xì)胞內(nèi)以雙螺旋為基礎(chǔ)進(jìn)一步旋

4、轉(zhuǎn)折疊成超螺旋結(jié)構(gòu)。,DNA超螺旋結(jié)構(gòu),2020/7/22,10,11,DNA超螺旋是由DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶（拓?fù)洚悩?gòu)酶）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。,2020/7/22,11,4. 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。,2020/7/22,12,核小體的結(jié)構(gòu),2020/7/22,13,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

5、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8000-10000,DNA （2nm）,2020/7/22,14,核小體盤繞及染色體示意圖,15,2020/7/22,15,DNA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(guò)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)）,2020/7/22,16,17,DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂,2020/7/22

6、,17,18,DNA的增色效應(yīng) DNA變性時(shí)其溶液OD260值增高,2020/7/22,18,19,解鏈曲線（melting curve）,解鏈溫度（溶解溫度，Tm） 在解鏈過(guò)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。,2020/7/22,19,20,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46,2020/7/22,20,21,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)