《核酸的结构》ppt课件

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1、第二节核酸的结构一、核酸的一级结构定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。可以用碱基序列表示核酸的一级结构5′端3′端CGA核酸的一级结构核苷酸间的连接键是：3′，5′-磷酸二酯键相间排列的戊糖和磷酸构成主链，碱基是有秩序连接的侧链基团线性核酸链都有一个3′-末端和一个5′-末端可以碱基序列表示核酸的一级结构AGP5PTPGPCPTPOH3核酸一级结构的简写表示5pApGpTpGpCpT-OH35AGTGCT3核酸一级结构书写规则用p表示磷酸

2、基团。p在核苷左侧时，表示磷酸与糖环的5-羟基结合；在右侧表示与3-羟基结合。举例：pApCpGpUpApCpGpU:表示水解后C的3-羟基连有磷酸基；pApCpGpU:表示水解后C的3-羟基是游离的P可省略，用字母表示。pACGU简写式的读向是从左到右，碱基序列是5到3二、DNA的二级结构-双螺旋结构（一）DNA双螺旋结构的研究背景碱基组成分析Chargaff规则：[A]=[T][G][C]碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理；其他组合易相互排斥；如G:TDNA纤维有

3、相似的X-线衍射图谱，说明DNA可能有共同的空间结构。Chargaff规则：（1）A=T（2）G=C（3）A+C=G+T（4）A+G=C+T（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。碱基对糖苷键的角度差异，使得形成大沟及小沟相间排列。大沟和小沟处碱基基团分布不同，可以与蛋白质特异作用。两个核苷酸间的夹角36°（二）DNA双螺旋结构模型要点碱基垂直螺旋轴居

4、双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）。碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。但根据碱基配对原则，一条核苷酸链序列可决定另一条互补链的序列。双螺旋的直径为2nm，相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。DNA分子大小常用碱基对数（bp）表示碱基互补配对TAGC碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）大多数天然DNA属于双链DNA,某些病毒中DNA属于单链DNA.氢键维持双链

5、横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。DNA，双螺旋，正反向，互补链。A对T，GC连，配对时，用氢键(AT2，GC3)十碱基，转一圈，螺距34点中间。碱基力和氢键，维持螺旋结构坚。PS:AT2，GC3：指AT之间二个氢键，GC间三个.螺距34点中间即3.4。DNA双螺旋结构记忆歌诀①碱基堆积力形成疏水环境（主要因素）。②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。④碱基处于双螺旋内部

6、的疏水环境中，可免受水溶性活性小分子的攻击。稳定双螺旋结构的因素类型结晶状态螺距碱基距离每圈旋转(nm)(nm)bp数方向A相对湿度75%2.30.25511右手DNA钠盐B相对湿度92%3.40.3410右手DNA钠盐C相对湿度66%3.10.3329.3右手DNA锂盐Zd(GCGCGC)4.50.3712左手三、DNA二级结构的其他类型DNA单键可以旋转，所以DNA会呈现不同二级结构类型DNA双螺旋结构的多样性DNA双螺旋结构的多样性Z型DNAB型DNAA型DNADNA的其他结构类型二重对称

7、结构：一条链碱基序列的正读与另一条链碱基序列的反读相同。（回文顺序）2.镜像重复此重复序列可能形成三螺旋DNA结构。三螺旋结构可以阻止DNA的体外合成。3.四链结构由串联重复的鸟苷酸链构成。4条主链平行排列。（一）定义DNA双螺旋通过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括：不同二级结构单元间的相互作用单链与二级结构单元间的相互作用DNA的拓扑特征超螺旋是DNA三级结构的主要形式。第四节DNA的高级结构超螺旋结构(supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。超螺旋DNA结构致密，增加了其稳

8、定性。正超螺旋(positivesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相同,可增加螺旋圈数。DNA复制时，可在拓扑异构酶的作用下消除正超螺旋的扭曲张力。负超螺旋(negativesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反，可减少螺旋圈数。解开负超螺旋，双螺旋部分区域会形成单链区。生物体内以负超螺旋存在意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。（二）环状DNA的三种典型构象（1）、松弛环形DNA（开环DNA)超螺旋DNA的一条链断