分子生物学 第二章 DNA结构ppt课件.ppt

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1、第二章DNA的结构第一节遗传物质的本质第二节核酸的化学组成第三节DNA的二级结构第四节DNA的物理化学性质第五节超螺旋和拓扑异构第一节遗传物质的本质1、遗传物质必须具有的特性a、贮存并表达遗传信息b、能把信息传递给子代c、物理和化学性质稳定d、具有遗传变化的能力DNA的特征各异的碱基序列储存大量的遗传信息碱基互补是其复制、转录表达遗传信息的基础生理状态下物理、化学性质稳定有突变和修复能力，可稳定遗传是生物进化的基础1kbDNA序列41000种遗传信息一、DNA携带两类不同的遗传信息2、DNA携带两种遗

2、传信息a、编码蛋白质和RNA的信息(编码tRNA、rRNA)64个三联体密码子三个终止密码子编码氨基酸的61个密码子有简并性、通用性b、编码基因选择性表达的信息*原核生物的结构基因占Genome的比例很大Φx174phage5386bp结构基因用去5169bp比例达96％*真核生物的结构基因占Genome的比例很小哺乳动物中结构基因只占10％～15％二、RNA也可作为遗传物质*RNA病毒传染媒介是病毒颗粒（病毒基因组RNA、蛋白质外壳）TobaccoMosaicVirus(TMV)*类病毒（viroid

3、）:使高等植物产生疾病的传染性因子只由RNA组成三、是否存在核酸以外的遗传物质Prion(proteinaccousinfectionsparticle)引起的风波朊病毒－－－蛋白质样的感染因子羊搔痒病(scripie)人类库鲁（kuru）病牛海绵状脑炎(疯牛病)…均由传染性病原蛋白颗粒引起统称Prion(朊病毒)4.DNA为遗传物质的证据美国微生物学家Avery等，1944年用实验证明了DNA是遗传物质1952年Hershey和Chase等，T2噬菌体，35S和32P标记第二节核酸的化学组成嘧啶Pyr

4、imidines嘌呤Purines一、含氮碱基、核苷、核苷酸☉碱基NitrogenousbasesUracil(U)☉核苷（nucleoside）糖苷键Glycosidicbond嘧啶的1位N原子、嘌呤的9位N原子核糖是戊糖RNA－核糖核苷DNA－脱氧核糖核苷1’9☉核苷酸（nucleotideacid）核苷的磷酸酯脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸其中α和β、β和γ之间是高能磷酸键αβγdNTP脱氧核糖核苷三磷酸缩写为dNTP核糖核苷三磷酸缩写为NTPRibonucleotides核苷酸Deoxynucleot

5、ides脱氧核苷酸二、DNA分子的一级结构(DNAsequence)1、多聚核苷酸链主链是核糖和磷酸侧链为碱基由3’,5’磷酸二酯键连接2、链的方向：同一个磷酸基的3’酯键到5’酯键的方向(5’→3’)5’-UCAGGCUA-3’=UCAGGCUA默认书写顺序5‘→3’3’5’3、DNA一级结构的特点a、脱氧核糖是其显著特点－－－－DNA极其稳定的根本原因DNA在高pH值时磷酸酯键非常稳定只是碱基存在构像的变化变化酮式烯醇式酮式烯醇式酮式烯醇式互变异构胺式亚胺式互变异构b、磷酸呈四面体构型，脱氧核糖呈

6、折叠的五元环，碱基是平面的C、主链是亲水的，侧链（碱基）是疏水的主链的脱氧核糖的羟基能与水形成氢键，而磷酸基团在生理条件下离解为负离子这些特点保证了多核苷酸链可形成稳定的构象4、一级结构的概念指DNA分子中的核苷酸排列顺序不同生物借此贮存遗传信息决定DNA的二级结构和高级结构第二节DNA的二级结构*提出1953.Watson&Crick右手B-DNADoublehelixModel一、DNA双螺旋模型的提出（doublehelixmodel）每一单链具有5‘3’极性两条单链极性相反反向平行两条单链间以氢

7、键连接以中心为轴，向右盘旋（直径2nm）双螺旋中存在大，小沟*双螺旋的主链PhosphodiesterBackboneC-GT-A碱基互补·直径20Å*双螺旋模型参数·螺距为34Å（任一条链绕轴一周所升降的距离）·每圈有10个核苷酸（碱基）·有大沟和小沟配对碱基并不充满双螺旋空间，且碱基对占据的空间不对称·两个碱基之间的垂直距离是3.4Å。螺旋转角是36度Pitch34ÅRise3.4ÅWidth20ÅMajorGrooveMinorGroove10.4bp/turnTwist36°◘大、小沟的差异⊕大

8、沟中碱基差异容易识别，往往是蛋白质因子结合特异DAN序列的位点⊕小沟相对体现的信息较少A:H-bondacceptorsD:H-bonddonorsH:non-polarhydrogensM:methylgroups二、影响双螺旋结构稳定性的因素l氢键(Hydrogenbond4~6kc/mol)消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力弱键,可加热解链氢键堆积,有序排列(线性,方向)l磷酸酯键(phosphoesterbond80~90kc/m