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1、第2章核酸的结构和功能 细胞的遗传物质核酸的化学组成与共价结构DNA的二级结构DNA分子的高级结构真核生物的染色体及其组装RNA的高级结构核酸的变性 复性与分子杂交研究核酸的常用方法 2 2核酸的共价结构 即核酸的一级结构 指核苷酸序列 5 3 一级结构的表示法 结构式 线条式 字母式 一级结构的走向的规定为5 3 DNA一级结构 一级结构的表示法 DNA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 DNA携带两种遗传信息 a 编码蛋白质和RNA的信息 编码tRNA rRNA b 编码基因选择性表达的信息 RNA的功能 P17 三DNA的
2、二级结构 DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的特征维持DNA双螺旋的作用力双螺旋结构的其他形式 3 1DNA双螺旋模型的提出 doublehelixmodel a 1938Astbury Bell首次用X 射线分析DNA b 1950ChargaffA G T C 1A T G C d 1952AlexanderTodd发现了核苷酸和核苷酸之间由磷酸二酯键连接 e 1952M H F Wilkins RosalindFranklin得到了高度定向的DNA纤维的X 射线照片 c 1950Pauling Covey建立了蛋白质的 螺旋模型 依据 1953Watsosn Crick 右手B DNADo
3、ublehelixModel 提出 Fig WatsonandCrick spaperinNature1953 1962年 Wilkins Watson和Crick共获诺贝尔奖 1962 NobelPrizeinPhysiologyandMedicine JamesD Watson FrancisH Crick MauriceH F Wilkins Whatabout RosalindFranklin 3 2双螺旋模型的特征 主链 碱基互补配对 螺旋参数 大沟和小沟 主链 碱基配对 C G T A 直径2nm 双螺旋模型参数 螺距为3 4nm 每圈有10nt 碱基堆积距离是0 34nm螺旋转角
4、是36度 Twist36 大沟和小沟 计算机模拟DNA双螺旋结构 蓝色 大沟中结合着肽 红色 双螺旋中的大沟对于DNA和蛋白质结合时的相互识别很重要 在沟内可以辨认碱基的顺序 氢键 碱基堆积力 其他作用因素 3 3维持DNA双螺旋的作用力 3 4双螺旋结构的其他形式 三种DNA双螺旋构象比较 A DNA Z DNA B DNA ABZ 外型粗短适中细长 螺旋方向右手右手左手 螺旋直径2 55nm2 37nm1 84nm 碱基直升0 23nm0 34nm0 38nm 每圈碱基数111012 碱基倾角2000070 大沟很窄很深很宽较深平坦 小沟很宽 浅窄 深较窄很深 DNA的双螺旋结构的意义 该
5、模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征 最有价值的是确认了碱基配对原则 这是DNA复制 转录和反转录的分子基础 亦是遗传信息传递和表达的分子基础 该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一 它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石 四DNA分子的高级结构 单链核酸形成的二级结构反向重复序列与二级结构三股螺旋的DNADNA的四链结构与端粒DNA的超螺旋结构DNA的精细结构 4 1单链核酸形成的二级结构 发夹 反转重复 invertedrepeated 由反方向互补的两个DNA片段组成 两个反转重复序列又叫回文序列 palindromesequence 镜像重复 mirrorrepeat 由反方向完全相同的两个序列组成 直接重复 directrepeat 由同一方向完全相同的两个序列组成 正向重复序列 顺向重复序列 4 2反向重复序列与二级结构 4 3三股螺旋DNA triplehelix 三链DNA triplestrandsDNA tsDNA 1957年由Felesnfeld及Davis首先发现 三条链均为同型嘌呤 homopurine Hpu 或同型嘧啶 homopyrimidine Hpy 两种基本类型 Pu Pu Py型 在碱性介质中稳定 Py Pu Py型 在偏酸性介质中稳定 DNA分子内的三链结构 DNA分子间的三链结构 H 回文序列
