《DNA的结构与功能》PPT课件

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1、1DNA的结构及功能一、核酸的概念二、DNA的结构1.DNA的一级结构2.DNA的二级结构3.DNA的三级结构4.真核生物DNA的三级结构三、DNA的性质四、DNA的生物功能一、核酸的概念2核酸的定义核酸（nucleicacid）是以核苷酸为基本单位的生物大分子化合物，携带和传递遗传信息，是生命体最基本的物质之一。核酸的分类与分布核酸脱氧核糖核酸核糖核酸DeoxyribonucleicAcid（DNA）RibonucleicAcid（RNA）存在于细胞核和线粒体内储存、复制和传递遗传信息，决定细胞和个体的遗传型。存在于胞核、胞浆、和线粒体内参与和指导蛋白质的生物合成；传递储于DNA分子

2、中的遗传信息。核酸的化学组成3元素组成C、H、O、N、P（恒定，9-10%）DNA约为9.9%，RNA约为9.4%。化学组成基本结构单位——核苷酸核苷酸核苷/脱氧核苷磷酸核酸戊糖碱基A、G、C、T(DNA)A、G、C、U(RNA)基本碱基结构和命名4常见（脱氧）核苷酸的结构5腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）Deoxyadenosinemonophosphate（DNA）磷酸脱氧核糖碱基糖苷键腺嘌呤核苷酸（AMP）Adenosinemonophosphate（RNA）核糖二、DNA的结构61.DNA的一级结构•DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式（3´-5´磷酸二酯键）和排列顺序叫做DNA

3、的一级结构，简称为碱基序列。一级结构的走向规定为5´→3´。5´3´DNA一级结构的表示法75´3´结构式5´3´ppppOH3´ACTG1´线条式5´ACTGCATAGCTCGA3´字母式DNA一级结构的测定82.DNA的二级结构91953沃森和克里克根据DNA纤维X射线晶体衍射图，提出了DNA分子结构的双螺旋模型。FrancisCrickandJamesWatson(获1962年诺贝尔生理学医学奖)DNA双螺旋的基本特征10两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右手双螺旋。相临碱基对间距离为0.34nm,每周螺距为3.4nm(10bp),d为2nm。双螺旋有两种不同的沟（大沟和小沟）。

4、大沟携带分子可识别信息，是蛋白质识别DNA碱基序列产生相互作用的基础。11MauriceHughFrederickWilkinsRosalindFranklin依据：X射线衍射图谱Chargaff规则12Chargaff在1950年总结出DNA碱基组成的规律：腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A=T。鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数也相等，即G=C。嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=T+C。含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数，即A+C=G+T。DNA双螺旋结构稳定因素131.碱基对间的氢键2.碱基堆积力（1）相邻碱基对间的范德华力（2）碱基对间的疏水作用力3.磷酸基上负电荷被胞内组蛋白或正离子中

5、和，降低静电张力DNA双螺旋类型14A-DNA200.262.611右B-DNA60.342.010右Z-DNA70.371.812左双螺旋碱基倾角/（。）碱基间距/nm螺旋直径/nm每轮碱基数螺旋方向其它DNA螺旋结构15单核苷酸形成的二级结构十字形结构16DNA三股螺旋结构（H-DNA）DNA三条链均为同型嘌呤或同型嘧啶，即整段的碱基均为嘌呤或嘧啶，其中两条链为正常双螺旋，第三条链位于双螺旋的大沟中。第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等反式作用因子得以与该区段结合，因而阻遏了有关基因的表达。173.DNA三级结构18DNA在细胞内以双螺旋为基础进一步旋转折叠成超螺旋结构

6、。超螺旋正超螺旋负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相同盘绕方向与DNA双螺旋方向相反DNA超螺旋结构19DNA超螺旋是由DNA拓扑异构酶（拓扑异构酶Ⅱ）产生的。环状DNA分子常以超螺旋结构存在，并以负超螺旋为主，有利于转录的起始。4.真核生物DNA的三级结构20真核生物DNA与蛋白质形成非常致密的复合物存在于细胞核内，基本结构式核小体。核小体DNA组蛋白H2A、H2B、H3、H4:八聚体核心组蛋白H1：连接区核小体盘绕及染色体示意图21真核生物染色体DNA组装不同层次的结构核小体链（11nm，每个核小体200bp）纤丝（30nm，每圈6个核小体）突环（150nm，每个突环大约75000

7、bp）玫瑰花结（300nm，6个突环）螺旋圈（700nm，每圈30个玫瑰花）染色体（1400nm，每个染色体含10个玫瑰花200bp）--人的染色体压缩8000-10000DNA（2nm）三、DNA的性质23一般理化性质核酸是两性电解质（磷酸和氨基），可发生两性解离。又由于磷酸具有较强的酸性，所以核酸的等电点较低。DNA的等电点为4~4.5，RNA的为2~2.5；DNA为白色纤维状固体，微溶于水，不溶于有机溶剂：用乙醇沉淀核酸；DNA是线性高分