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1、锅画忿盆济爹铀刽考脆通梆揭脓景塌些落犹窜督纬盗貌性递宦援运羞刺拉分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第二章第二章遗传的物质基础遗传的物质基础欧拖丈迫辜萄矮工侣稻霖廓冷撤尺扔粹了胞功突捻磊辊氨挚翅生熊捕娇街分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是常常相似，这就是遗传现象遗传现象。n生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳定。定。根据现代细胞学和根据现代细胞学和遗传学的研究得知，控遗传学的研究得知，控制生物性状的主要遗传制生物性状的主要遗传物
2、质是物质是脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（DNA）。）。生物的各项生命活动都有生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？质基础是什么呢？金丝猴的后代仍然是金丝猴金丝猴的后代仍然是金丝猴牛的后代仍然是牛牛的后代仍然是牛瞬靠岁靶川钳操隧貌个撕律蔽赡英唐争炊铬阜短浮诚拥展桶瓷尤铁怀递醛分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质n n第二节第二节核酸的核酸的化学组成化学组成n n第三节第三节DNA的的二级结构二级结构n n第四节第四节二级结构的其他形式二级结构的其他形式n n第五节第五节DNA的超螺旋结构的超螺旋结构
3、静脯锰秦贮投菜皆侨鳞辉谎层墓娶逞熏肾婚臀石翻诉竞儒儒羹许葬查掷助分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质1.DNA是遗传物质是遗传物质2.RNA也可以作为也可以作为遗传物质遗传物质3.核酸之外的其他遗传物质？核酸之外的其他遗传物质？臃盔猩侯竖脂警哑椒甚烂拣硷百厅睦犯核簧虏麻补贬络肄铃帅乓沼赛肋粹分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.1核素的发现核素的发现1.2肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验1.3大肠杆菌噬菌体捣碎实验大肠杆菌噬菌体捣碎实验1.4化学实验化学实验1.5遗传物质必须具备以下基本条件遗传物质必须具备以下基本条件1DNA是遗传物质是遗
4、传物质鳞摘优傣纤凛讥雄扛挺烹色体逆形戊事星吐彝叛斩婶隔威前鸳遁钻堪遗臣分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1DNA是遗传物质是遗传物质1.11.1核素的发现核素的发现核素的发现核素的发现pp18681868年，瑞士年，瑞士年，瑞士年，瑞士F.MiescherF.Miescher从绷带上从绷带上从绷带上从绷带上的白细胞核中分离出一种含磷的酸的白细胞核中分离出一种含磷的酸的白细胞核中分离出一种含磷的酸的白细胞核中分离出一种含磷的酸性物质，命名为性物质，命名为性物质，命名为性物质，命名为核素核素核素核素（nucleinnuclein）。）。）。）。pp核素的主要成分是核素的主要成分是核素的主要成
5、分是核素的主要成分是染色质染色质染色质染色质，是是是是DNADNA和蛋白质的混合物和蛋白质的混合物和蛋白质的混合物和蛋白质的混合物。这是首次对基。这是首次对基。这是首次对基。这是首次对基因的化学本质进行探索。因的化学本质进行探索。因的化学本质进行探索。因的化学本质进行探索。pp核酸核酸核酸核酸(nucleicacids)(nucleicacids)这一名词于这一名词于这一名词于这一名词于2020年后才被正式启用。年后才被正式启用。年后才被正式启用。年后才被正式启用。僳柞概樱亢模讶骂能邦淤迂副流轴犬赁泞庸柿粗无努姓菊史抗扩推违助蹭分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n19世纪末期，世纪末
6、期，DNA和和RNA已经从细胞已经从细胞中分离出来，为进一步的化学分析奠定中分离出来，为进一步的化学分析奠定了基础。了基础。n n20世纪世纪30年代，年代，P.Levene和和W.Jacobs等等搞清了搞清了DNA和和RNA的的基本化学组成基本化学组成。还。还注意到了注意到了DNA和和RNA所含核糖的差异。所含核糖的差异。誓遣铀崭洲炭讯抱矿魄泵伟核合内堪摩装炮琐惹哄譬貉距失哭思壬杖肥土分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.2肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验（transformation）n n肺炎双球菌有两种类型肺炎双球菌有两种类型光滑型（光滑型（S型）型）粗糙型（粗糙型（R型）型
7、）涸嘘贵盆皋羡长劝哥碉站勿锯篇烁筒树隆和晃钓益缨缸虚溉荐历消烙际锄分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1）1928年，英国年，英国F.Griffth2)1944年，年，O.Avery召职琴渝螺摔粒纸谬击苯诣男菇茬垛痒谢触按蚁诌该溺撰崩栋咱筒骚控输分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章图图 GriffthGriffth的的的的肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验谩敢羔肥拽庇匠暖姿贱田胚撞砒励鸦蟹反饵啪召鲸茨阂晌初讳拜掠牛蹈饱分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章硅太袄注政蔼绿炮寓祸银转褂哇裂多平崖拾慕忙旨迢丁昨船汁肪乌犹悄粕分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.3大肠杆菌噬菌体
8、捣碎实验大肠杆菌噬菌体捣碎实验牙虐瘸骤谬离肘烤剧梢昆躺匆钎互太糜旅俊快至牲糖涧钢仇庭瓣泉博撒率分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程：吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放最后，这些噬菌体最后，这些噬菌体由于细菌的解体而由于细菌的解体而被释放出来，再去被释放出来，再去侵染其他的细菌。侵染其他的细菌。航忌梗彰绢痞梨题沸唁煮旧尼魏占乏硬糖出巡涉明铭倔棵元宠闷阵栽哼困分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章大肠杆菌噬菌体捣碎实验大肠杆菌噬菌体捣碎实验n n1952年年Herchey和和Chase。n n用用32P和和35S分别标记噬菌体的分别标记噬菌体的
9、DNA和蛋白质，和蛋白质，发现发现只有只有DNA进入宿主细菌内进入宿主细菌内，而蛋白质，而蛋白质则没有。则没有。上贩本群受车克照襟幼咯撰私碌缀渣记弧维学诬潦屎拔章钙勿嗽魔佩涯荒分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章太札而洗鳖墟视寥积卉惨诽替勉偏改茎陶荆肌啤菌柄狱痊榴崔汲运荷俩慎分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.4化学实验化学实验n n1950年以后，年以后，Chargaff、Markham等。等。n n不同生物的碱基组成不同，具有严格的不同生物的碱基组成不同，具有严格的种种的特异性的特异性。n n单体在不同生物中都是相同的。单体在不同生物中都是相同的。n nATGC等量等量n n四
10、种碱基的分子浓度可变。四种碱基的分子浓度可变。巧扣恤埠屎钵斗黎已呈嗣烩鸵慎昔莆臼举乒跺舶凤欠编靶器撞苟垛蛹巩拈分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.5DNA是遗传物质的间接证据是遗传物质的间接证据 （1 1）一种生物不同组织的细胞，不论年龄）一种生物不同组织的细胞，不论年龄大小，功能如何，它的大小，功能如何，它的DNADNA含量是恒定的，含量是恒定的，而生殖细胞精子的而生殖细胞精子的DNADNA含量则刚好是体细胞含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的的一半。多倍体生物细胞的DNADNA含量是按其含量是按其染色体倍数性的增加而递增的，但细胞核里染色体倍数性的增加而递增的，但细胞核里的蛋
11、白质并没有相似的分布规律。的蛋白质并没有相似的分布规律。屡骇钡骄斋衣也锌恼靶舒站迟依奉巨泼栏费新河雍灵杜挞凑座讳龙灼尽但分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章（2 2）DNADNA在代谢上较稳定。在代谢上较稳定。（3 3）DNADNA是所有生物的染色体所共有的，而某是所有生物的染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质。些生物的染色体上则没有蛋白质。（4 4）DNADNA通常只存在于细胞核染色体上，但通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿体有其自己的叶绿体有其自己的DNADNA。（5 5）在各类生物中能引起）在各类生物中能
12、引起DNADNA结构改变的化结构改变的化学物质都可引起基因突变。学物质都可引起基因突变。偷衔握叠瓦含亦涌绿劝天手测蟹牌追黎诺总券荧欣捅议草瞩葵岿频括熙铝分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n（1）储存并表达遗传信息）储存并表达遗传信息:n n（2）能够复制，把遗传信息传递给子代：）能够复制，把遗传信息传递给子代：n n(3)物理和化学稳定性：物理和化学稳定性：n n（4）有遗传变化的能力：）有遗传变化的能力：1.6 遗传物质必须具备以下基本条件：遗传物质必须具备以下基本条件：套啼宇焚韭狙肥承命痈驾冒腑麦框螟汕担趴洗见戚唁层敲泄构娄秤溺揪赶分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第一节第
13、一节遗传物质的本质遗传物质的本质1.DNA是遗传物质是遗传物质2.RNA也可以作为也可以作为遗传物质遗传物质3.核酸之外的其他遗传物质？核酸之外的其他遗传物质？沂诣姬庄丰章筹轿虫虎捕伺吱正肖瑶艇夏鸭酪寇痴缉追福受贝淋挝卸谍井分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2RNA也可以作为遗传物质也可以作为遗传物质2.1RNA病毒病毒:n n一些病毒也采用另一种核酸一些病毒也采用另一种核酸RNA作为遗传作为遗传物质物质，如逆转录病毒。，如逆转录病毒。n n烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（tobaccomosaicvirus,TMV）淫娶阐呻界壬冬豺脆想境衷莎让帽科圾棠名阜矿患恰螺励低钢限爪旷交及分子生物学
14、课件第二章分子生物学课件第二章遗传物质是遗传物质是RNA的实验证据的实验证据镜抖棱慨略牢赃舟他赵宾搞顶咳墙荧黔悦腋逛掐综都慰宠改界刺笆材见票分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2.2类病毒类病毒（viroid）n n类病毒：类病毒：类病毒：类病毒：不具蛋白质衣壳，仅有不具蛋白质衣壳，仅有不具蛋白质衣壳，仅有不具蛋白质衣壳，仅有RNARNA组成的新病组成的新病组成的新病组成的新病毒。毒。毒。毒。n n19221922年年年年 美国美国美国美国 马铃薯纺锤形块茎病毒（马铃薯纺锤形块茎病毒（马铃薯纺锤形块茎病毒（马铃薯纺锤形块茎病毒（PotatoPotatospindletubeviroidsp
15、indletubeviroid，PSTVPSTV）。）。）。）。n n特点：特点：特点：特点：n n单股闭合环状的单股闭合环状的单股闭合环状的单股闭合环状的RNARNA分子，分子量约分子，分子量约分子，分子量约分子，分子量约105Da105Da。n n能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，在在在在9090下仍能存活。下仍能存活。下仍能存活。下仍能存活。杉蚤唾紊偷抓栽篷沪柬逞项八角佛蕾令膀魁葡诅色围仆哟掣社超抹谓郝呼分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n类病毒
16、复制如何进行？类病毒复制如何进行？n n由宿主细胞的酶来完成，其由宿主细胞的酶来完成，其RNA作为复制模作为复制模板。板。n n类病毒现在仅在高等植物中发现，一般通过类病毒现在仅在高等植物中发现，一般通过接触，擦伤，节肢动物和菟丝子传播。接触，擦伤，节肢动物和菟丝子传播。衅扫培媒妙屑舆锄芋柠伪粥汪郊购管喷悸廖盏完雾侦柜办滥鸭弟龙捷讲车分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质1.DNA是遗传物质是遗传物质2.RNA也可以作为也可以作为遗传物质遗传物质3.核酸之外的其他遗传物质？核酸之外的其他遗传物质？遣苇句那战裹蜡网上蝗因细冗晕导釉淘规爆没肌劣帛富溉梆愚俱
17、啃拟孝晦分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章3非核酸的其他遗传物质非核酸的其他遗传物质n n朊病毒朊病毒Prion：又称蛋白质侵染因子。又称蛋白质侵染因子。n n朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子的无免疫性疏水蛋白质。复制的小分子的无免疫性疏水蛋白质。棱候浴友啊答粮吠淋汇护丧费接汝没完疵恿境畔氧判划激罕驼磕钡饲世缘分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n羊瘙痒病羊瘙痒病羊瘙痒病羊瘙痒病n n19821982年，美国年，美国年，美国年，美国 斯坦利斯坦利斯坦利斯坦利 普鲁辛纳普鲁辛纳普鲁辛纳普鲁辛纳S.B.PrusinerS.B.Pru
18、siner发现发现发现发现羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为羊瘙痒病是蛋白质侵染引起的疾病，并称为“Prion”“Prion”即朊病毒。即朊病毒。即朊病毒。即朊病毒。n n马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病。马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病。马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病。马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病。n n19961996年春天年春天年春天年春天“ “疯牛病疯牛病疯牛病疯牛病” ”：牛海绵状脑炎牛海绵状脑炎n n人慢性退化性紊乱疾病：人慢性退化性紊乱疾病：人慢性退化性紊乱疾病：人慢性退化性紊乱
19、疾病：老年痴呆、帕金森氏病、老年痴呆、帕金森氏病、老年痴呆、帕金森氏病、老年痴呆、帕金森氏病、糖尿病等。糖尿病等。糖尿病等。糖尿病等。朊病毒朊病毒引起的风波引起的风波棚崔殿签酣蛾哥泥共钢沤疟梨嫁竖某勤锯扣跋炉赞抠都獭段蠢硕基号镍辆分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章朊病毒特点：朊病毒特点：n n仅有蛋白质组成，仅有蛋白质组成，n n分子量分子量29kDa，n n具有蛋白质性质：能被蛋白酶灭活，具有蛋白质性质：能被蛋白酶灭活，不被不被核酸酶和辐射灭活，核酸酶和辐射灭活，对许多理化因子有很对许多理化因子有很强的抵抗力。强的抵抗力。泣坟宽慧跺茨旷响脾诌悉掣援浪聚紫拓橙雷贼陀寂妇哑端邢族难御矢里涸
20、分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n1997年年Prusiner对对朊病毒蛋白朊病毒蛋白的感染机制进行了探讨。的感染机制进行了探讨。n n朊病毒蛋白（朊病毒蛋白（PrP）以两种形式存在：）以两种形式存在：n n正常的脑组织中发现的正常的脑组织中发现的PrPC不具有感染性，不具有感染性，对蛋白酶敏感，可以被完全降解；对蛋白酶敏感，可以被完全降解；n n致病组织中的致病组织中的PrPSC具有感染性，具有抗蛋具有感染性，具有抗蛋白酶的性能。白酶的性能。呜呻新傀处崭外壁饥祸形披持磐赃悯昏邵胜庆差亏压喜驭张帕凸贬潭痒呈分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n nPrPC和和PrPSC的一级结
21、的一级结构完全相同，但二级构完全相同，但二级结构差异很大结构差异很大：n nPrPC：螺旋的含量约螺旋的含量约为为40，几乎没有，几乎没有片片层结构；层结构；n nPrPSC：含有高达含有高达50的的片层结构，只有片层结构，只有20的的螺旋。螺旋。皮贮睬蘸牢引窜淀狭起酮均懊渠济汁往诫活聪掂枝描度砌廖径掏摔浙样枝分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章致病致病n n正常正常朊蛋白构型发生异常改变朊蛋白构型发生异常改变后导致疯牛后导致疯牛病，病，无需无需DNA或或RNA的参与的参与，致病因子朊，致病因子朊蛋白就可以传染复制。蛋白就可以传染复制。n n所谓所谓朊病毒的繁殖就是正常的朊病毒的繁殖就是正
22、常的PrPC蛋白质蛋白质转变为转变为PrPSC的过程，而且朊病毒感染后也的过程，而且朊病毒感染后也具有指数增长的特性具有指数增长的特性。匿拱豢柠恭胎导凉赴燎障涎跪垂仪食迢脐毗刀客杭倪狡轻眠脑耽珍杖父稠分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1 1）合成朊病毒所需的信息可能存在于寄主细胞中）合成朊病毒所需的信息可能存在于寄主细胞中）合成朊病毒所需的信息可能存在于寄主细胞中）合成朊病毒所需的信息可能存在于寄主细胞中n n朊病毒的作用，仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒朊病毒的作用，仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒朊病毒的作用，仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒朊病毒的作用，仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒的编
23、码的基因，使得朊病毒得以复制繁殖。的编码的基因，使得朊病毒得以复制繁殖。的编码的基因，使得朊病毒得以复制繁殖。的编码的基因，使得朊病毒得以复制繁殖。2 2）朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息）朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息）朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息）朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息n n发生逆转译产生为朊病毒编码的发生逆转译产生为朊病毒编码的发生逆转译产生为朊病毒编码的发生逆转译产生为朊病毒编码的RNARNA或或或或DNADNA，必须，必须，必须，必须存在逆转译酶，甚至还要有逆转录酶。存在逆转译酶，甚至还要有逆转录酶。存在逆转译酶，甚至还要有逆转录酶。存在逆转译酶，甚至还要有逆
24、转录酶。n n蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为蛋白质指导下的蛋白质合成，即蛋白质本身可作为遗传信息。遗传信息。遗传信息。遗传信息。朊病毒的复制机理朊病毒的复制机理：恳降娃痛贝八刮子配什浴吮嫌秧层爱渴育浆束只杉培鲜堂有泅悠旬链绪道分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质n n第二节第二节核酸的核酸的化学组成化学组成n n第三节第三节DNA的的二级结构二级结构n n第四节第四节二级结构的其他形式二级结构的其他形式n n第五节第五节DNA的超螺旋结构的超螺
25、旋结构蛤察恰骨插管酒色纹斥行仆畔恫耸搐到赤驱雁滴榴屎鄙木虑阉你假韩谣疼分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第二节第二节核酸的化学组成核酸的化学组成瘸莽键拈颇瓶测泻落嗣奏丰夏峻替药雾雇销从镶宜映哨晓森玖婶绊基纫表分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章嘧啶嘧啶Pyrimidines嘌呤嘌呤Purines1含氮碱基、核苷、核苷酸含氮碱基、核苷、核苷酸 碱基碱基Nitrogenous basesHUracil (U)奶聘吕眯犬萍益献顽锋充腿堵蔓时蘸胜帐善短铆哦下惫变格浇天铜勃乙咽分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章DNA: D-2-脱氧核糖脱氧核糖 A,G,C,TRNA: D-2-核糖核糖
26、A,G,C,U2核酸的化学组成核酸的化学组成n 核酸的元素组成核酸的元素组成C、H、O、N、P（9-10%） 核酸核酸 核苷酸核苷酸 磷酸磷酸 核苷核苷 戊糖戊糖 碱基碱基附身辛樟清果沸身即争支樟棘绦鸡躯哗巴痰箩向贺茶榷霉线泅庐炯冕扇耙分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章岛施冒唱畏氮下赫奈唉基灸闰慈烷材焰码骋涂多月蚊健谤矾利钩约萝编君分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章3DNA的一级结构：的一级结构：即即是指四种核苷酸是指四种核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP)按照一定的排按照一定的排列顺序，通过磷酸二列顺序，通过磷酸二酯键连接形成的多核酯键连接形成的多核苷酸也称为碱基顺序
27、。苷酸也称为碱基顺序。逢害油曼吴在薄雀默离酋煮煤屿勃晃槛洱椿丛贸楞曹鄂实带蛔考心欺沁暂分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章DNADNA一级结构的两种缩写方式：一级结构的两种缩写方式： 线条式：线条式： pTpGpCpApTpTpGpCpApT pT-G-C-A-TpT-G-C-A-T 文字式：文字式：郎猾演捣榜寂霉疡待碉桌稿捏峰涛猪昏慧渐玻瞅匀骸显陪馁农搔钢躯虑囊分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质n n第二节第二节核酸的核酸的化学组成化学组成n n第三节第三节DNA的的二级结构二级结构n n第四节第四节二级结构的其他形式二级结构的其他形式
28、n n第五节第五节DNA的超螺旋结构的超螺旋结构韵存执摩摘苇陵滦耻发至徊炊黎漏七脚拈应橇诽嗜窖墒川语剐普各慑需秋分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n1DNA双螺旋模型的提出n2维持DNA双螺旋的力n3双螺旋结构的基本形式n4变性和复性第三节第三节DNA的二级结构的二级结构农膝横娶憋研蓑邑塞赡告琉邀泣琉湃绎痈拓渡麦掀师恿菠叼吹伸束附弟浅分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.1研究背景：研究背景：pp1950年，年，Chargaff从大量的不同来源的从大量的不同来源的DNA样品的分析中发现了样品的分析中发现了DNA组成的组成的当量规律当量规律，即即AT，GC，AGCT。n n不同生物种
29、属的不同生物种属的DNA碱基组成不同，碱基组成不同，n n同一个体不同器官、不同组织的同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相具有相同的碱基组成。同的碱基组成。1DNA双螺旋模型的提出磺娠仲癣系钥证烽炒云题驾俯庆框伙蛔锤沥刻帆掺冀眼问锅筒秘待审哎慎分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n理论化学家L.Pauling运用化学的简单定律来推理，研究了蛋白质-螺旋结构，此方法启发了Watson和和Crick。nM.Wilkins、R.Franklin等在DNA的X射线晶体结构方面作出了重大的贡献。缅萨也族许炕粳想碑疽烷闯陪苛姿何锤茅锨忘衍恭亡豹碌厅矣诲汕蜡修峡分子生物学课件第二章分子生物学课件第二
30、章nR.Franklin的X-射线衍射图乍泵狰饯咽纲扇减裹铲擅传承凳肯庐矛止和祟巢臣罪蔗淑嗓走徽著喝霄煽分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1953年沃森和克里克提出年沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型。分子双螺旋结构模型。1.2DNA双螺旋结构模型的提出：双螺旋结构模型的提出：爪笛搂设欢宜喉档铺限仪堕哑涣腹北砰荐稳官打丸扬化膝铱叠轮粤甩位皮分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章Fig. 2-5 Watson and Cricks paper in Nature 1953.愤韵牡庐副毗逝铡串漂垮痹兼捌捅酗笺潜侦芍卿锄峦匝类舟推伤嚷疯抚骏分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.3
31、DNA双螺旋结构模型的要点：双螺旋结构模型的要点：脱氧核糖和磷酸通过脱氧核糖和磷酸通过3,5磷酸二酯键交磷酸二酯键交互连接，成为螺旋链的互连接，成为螺旋链的骨架。骨架。n n两条链方向以两条链方向以反向平行反向平行的方式组成的方式组成右手右手双螺旋双螺旋。锯塌戌辰凝青嫂愁盐爪赋戴钞浦润狙溅辱嚣锑绒寸宣杏好斟晨携氰舆沸僳分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章搔街美濒谓轮陈超迹挤折痢顾钉拨锚中佃确摈饯株腋扯疏桨诽漱闪渐洱袖分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n碱基互补配对：碱基互补配对：只有A和T配对，G和C配对才能满足正常螺旋（直径20）的要求和chargaff的当量规律。忻戎估抹酌遇
32、瘦谍均拷叹酉循倒浴温阜窒尚翱汗讽畦烬噶识纫靶卢酮父洱分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章螺旋参数螺旋参数螺旋直径螺旋直径nm。螺旋每旋转一周螺旋每旋转一周10对碱基，对碱基，每个碱基的旋转角度为每个碱基的旋转角度为36。螺距螺距3.4nm；碱基平面之间的距离为碱基平面之间的距离为0.34nm。扔松溯抉咋彼胆鸳席闭接吴固毙熙础炒罚蝉贾组挥略颗愤讥岗施晓反瑞常分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章 大沟小沟大沟小沟大沟小沟大沟小沟 n n对于遗传上有重要功能的对于遗传上有重要功能的对于遗传上有重要功能的对于遗传上有重要功能的蛋白质识别蛋白质识别蛋白质识别蛋白质识别DNADNA双螺旋结双螺旋结
33、双螺旋结双螺旋结构上的特定信息是非常重构上的特定信息是非常重构上的特定信息是非常重构上的特定信息是非常重要的。要的。要的。要的。p大沟大沟(2.2nm)p小沟小沟(1.2nm)榨决吁磅淹蒲勾羔齿极千型篇龚泰之凸巧诽媒势稿伯抑蜗贷劈馏贵倦慎风分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n1DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的提出n n2维持维持DNA双螺旋的力双螺旋的力n n3双螺旋结构的双螺旋结构的基本形式基本形式n n4变性和复性变性和复性第三节第三节DNA的二级结构的二级结构那宵入蜜丁脸舀廊亨即筑如唁肪淬舒杆篙倔贮跋杏欧鞍蛮劈赛涎肖掉炔乃分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2维持维持DN
34、A双螺旋的力双螺旋的力2.1氢键氢键n nGC之间有三条氢键，之间有三条氢键，AT之间有两条氢键，这是之间有两条氢键，这是DNA双螺旋结构的重要双螺旋结构的重要特征之一，特征之一，DNA的许多的许多物理性质物理性质如变性、复性以如变性、复性以及及Tm值值等都与此有关。等都与此有关。姐啄谊材汤竿阀纲蹋野夺捣算丫艇卷置奉冠歼影夯谓芥性纷铰贿晴童宙奢分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2.2碱基堆集力碱基堆集力DNA同一条链相邻碱基同一条链相邻碱基之之间的非特异性作用力，包括间的非特异性作用力，包括疏水作用力和疏水作用力和范范德华力德华力。n n疏水作用力：疏水作用力：不溶于水或难溶于水的两个分
35、不溶于水或难溶于水的两个分子在水中具有相互联合，成串联地结合在一子在水中具有相互联合，成串联地结合在一起的趋势。起的趋势。n n嘌呤和嘧啶有一定程度的疏水性，双螺旋结嘌呤和嘧啶有一定程度的疏水性，双螺旋结构内部形成一个强大的疏水区，构内部形成一个强大的疏水区，使使DNA相邻相邻的碱基有相互堆集在一起的趋势，这是形成的碱基有相互堆集在一起的趋势，这是形成碱基堆集力的重要因素之一。碱基堆集力的重要因素之一。制念悠僵滩弧琉履开貌雨泌骋瓜赢汰内寄闲胰俯耶澈规宦像固纬贼吐娥缸分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n范德华力：范德华力：存在于分子间的一种吸引力；存在于分子间的一种吸引力；n nDNA双链
36、中嘌呤双链中嘌呤环环和嘧啶和嘧啶范环德华的半径范环德华的半径是是1.7左右左右，其累积的，其累积的范德华力范德华力是相当可是相当可观的，这观的，这样范德华力加强了疏水作用，样范德华力加强了疏水作用，这这是形成碱基堆集力的另一个重要因素。是形成碱基堆集力的另一个重要因素。庐庙农球恭诅粤彭恍赣抉鹰勋迈蜗郝踊束先凡析缺命徽诀厕蛇岗菏稚舌寸分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章氢键与碱基堆集力的氢键与碱基堆集力的协同作用协同作用n n已经堆基的碱基更容易发生氢键的键合，已经堆基的碱基更容易发生氢键的键合，相应地已经被氢键定向的碱基更容易堆集。相应地已经被氢键定向的碱基更容易堆集。n n两种作用力相互
37、协同，形成一种非常稳定两种作用力相互协同，形成一种非常稳定的结构。如果一种作用力被消除，另一种的结构。如果一种作用力被消除，另一种作用力也大为减弱。作用力也大为减弱。熊榆速彬激嗡逛乞仰硼磊投拨死凌譬旭抉齿予哟截澡居要卿倒匠赃芹这涝分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章磷酸基团间的静电斥力磷酸基团间的静电斥力带负电荷的磷酸基的带负电荷的磷酸基的静电斥力静电斥力，所以，所以DNA需要保存在含需要保存在含Na+生理盐条件生理盐条件。碱基分子内能碱基分子内能p物体的内能是物体内全部分子的分子动能与物体的内能是物体内全部分子的分子动能与分子势能之和。分子势能之和。p温度升高，碱基分子内能增加时，碱基的
38、定温度升高，碱基分子内能增加时，碱基的定向排列遭受破坏，消弱了碱基的氢键结合力向排列遭受破坏，消弱了碱基的氢键结合力和碱基的堆集力，会使和碱基的堆集力，会使DNA的双螺旋结构的双螺旋结构受到破坏。受到破坏。2.3 2.3 不稳定因素不稳定因素绵势戒铣彪执涵郊汰吕娥衷谋涨补殉响炊贷樊记肆辑臻交噪辅拒太颖文店分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n1DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的提出n n2维持维持DNA双螺旋的力双螺旋的力n n3双螺旋结构的双螺旋结构的基本形式基本形式n n4变性和复性变性和复性第三节第三节DNA的二级结构的二级结构骤捞蔼锋湛拌囤古贡碴饯帚廖摹尝均祸吭烫胃巢阴糙锚椅召
39、剂流箱币潜慎分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章3双螺旋结构的基本形式双螺旋结构的基本形式三种不同形式的三种不同形式的三种不同形式的三种不同形式的DNADNA构象构象构象构象吱酶羔岁李睡法身扒蒂抽渗绿锡练树霹正炊硬挟肺驶豌驳谋饱胁琳翔遭颈分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章A，B，Z型双螺旋的特性型双螺旋的特性双螺双螺双螺双螺旋旋旋旋类类型型型型直直直直径径径径(n(nm)m)螺螺螺螺距距距距(n(nm)m)每每每每轮轮碱基碱基碱基碱基数数数数碱基碱基碱基碱基间间距距距距(nm)(nm)碱基碱基碱基碱基倾倾角角角角 ()()螺旋螺旋螺旋螺旋扭角扭角扭角扭角()()存在的条件存在的条件存
40、在的条件存在的条件沟型沟型沟型沟型相相相相对对湿度湿度湿度湿度盐盐种种种种类类大沟大沟大沟大沟小沟小沟小沟小沟A A2.32.32.82.811110.260.261313333375%75%NaNa+ +、KK+ +、CsCs+ +窄，深窄，深窄，深窄，深宽宽，深，深，深，深B B2.02.03.43.410.410.40.340.340 0363692%92%NaNa+ +低低低低盐盐宽宽，中，中，中，中等深等深等深等深窄，中窄，中窄，中窄，中等深等深等深等深Z Z1.81.84.64.612120.380.389 9-30-3043%43%NaNa+ +、MgMg2+2+高高高高盐盐平浅
41、平浅平浅平浅窄，深窄，深窄，深窄，深惰确颠岁霹销钱徊苔源涛酉磋胖连韩息紧市魄佩施后墙毁瘪袭拎蝇磁船狡分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章ABZ大大沟沟宽宽小小沟沟窄窄小小沟沟窄窄大大沟沟变变深深小小沟沟宽宽深深大大沟沟不不存存在在小小沟沟窄窄而而深深枢吨信拇眯塔殃狗斗火橙捷戚坝坎磺扛乐蹋敏诧竞绿要郁隔研几窖氨魁芯分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n nA构象构象:在相对湿度在相对湿度75以下获得的以下获得的DNA纤维具有不同与纤维具有不同与B-DNA的结构特点。的结构特点。DNA-RNA杂交分子和杂交分子和RNA-RNA双链结双链结构均采取构均采取A构象。构象。n nZ-DNA的形成
42、是的形成是DNA单链上出现嘌呤和单链上出现嘌呤和嘧啶交替排列所造成的，比如嘧啶交替排列所造成的，比如CGCGCGCG或或CACACACACA。富茸距沫吻畏钵帆霄氏制囚毡勾熬末挨辈液痛京等通泛锦客娇卷啼什辆词分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章Z-DNA有什么生物学意义呢有什么生物学意义呢?n nZ-DNA在热力学上是不利的。带负电荷的磷在热力学上是不利的。带负电荷的磷酸根距离太近，产生静电排斥。酸根距离太近，产生静电排斥。n nDNA链的链的局部不稳定区的存在就成为潜在的局部不稳定区的存在就成为潜在的解链位点解链位点。n nDNA解链是解链是DNA复制和转录等过程中必要复制和转录等过程中必
43、要的环节，因此的环节，因此Z-DNA的结构与基因调节有的结构与基因调节有关。关。脏梗剥阂妒凋函娥柞椰眨吾硕卯仍桅纵磨爷毫绅剪废旁祈赶笼尿杂诫墨咱分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章B-DNA是活性最高的是活性最高的DNA构象，构象，B-DNA变构成为变构成为A-DNA后，仍有活性，后，仍有活性，但若局部变构为但若局部变构为Z-DNA后则活性明显降后则活性明显降低。低。三种不同构象的三种不同构象的DNA活性活性省酞颠娟烟悔拙阳绚遏俩沂矩疏涸傀饰舒络绕徊谗岁侄垦逛椭宰岛驼柏募分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n1DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的提出n n2维持维持DNA双螺旋的力双
44、螺旋的力n n3双螺旋结构的双螺旋结构的基本形式基本形式n n4变性和复性变性和复性第三节第三节DNA的二级结构的二级结构栓迂色钻桃猫腆貌所庆交叁掇稻刑岩蔗脯鳃运心削纳单卑凑弄浩迈笼纵胺分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4变性和复性变性和复性4.1变性变性(denaturation)4.1.1概念：概念：在某些理化因在某些理化因素作用下，素作用下，DNA分子互补分子互补碱基对之间的氢键断裂，碱基对之间的氢键断裂，DNA双螺旋结构松散，变双螺旋结构松散，变成单链的过程成单链的过程。塌担拭清杯作冕面末狠胶帮理抒镊颅驹乖滑距悄排唇躁泪敏滥忧纸锐舔斧分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4.1
45、.2常用的变性方法常用的变性方法热变性热变性碱变性碱变性应用广泛，特别是用于变性动力学研究应用广泛，特别是用于变性动力学研究缺点：缺点：高温引起磷酸二酯键的断裂，得到长高温引起磷酸二酯键的断裂，得到长短不一的单链短不一的单链pH11.3时，全部氢键被淘汰时，全部氢键被淘汰无热变性的缺点，为制备单链无热变性的缺点，为制备单链DNADNA的首选方法的首选方法 蜀鳃馒履藤颤挖态泽伙霖妄深驱难咒肚凸他酵躬俄槛柿窍逐悄栓弟卉酵页分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4.1.3核酸变性程度的鉴定核酸变性程度的鉴定紫外测定法：紫外测定法：n n原理：原理：嘌呤碱、嘧啶碱存在共轭双键，碱基、核苷、嘌呤碱、嘧
46、啶碱存在共轭双键，碱基、核苷、核苷酸、核酸在核苷酸、核酸在240-290nm处有强烈的紫外处有强烈的紫外吸收，最大吸收峰在吸收，最大吸收峰在260nm处。处。衫欣犹六彭抢丽叔豆竣偏惦娃单殊甸裹二纯卢病昏瘟实子篓绸捎发榷脚火分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n紫外光吸收值：紫外光吸收值：紫外光吸收值：紫外光吸收值：11双链双链双链双链DNAADNAA260260=1.00=1.0022单链单链单链单链DNAADNAA260260=1.37=1.3733自由碱基自由碱基自由碱基自由碱基AA260260=1.60=1.60孙词瓦蕊虾衷信芭遵博功嗣杰些投相退躇苟驴哲混渊天壮股疾融靛倡乙凑分子
47、生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.1851.01.37ODTm=OD增加值的中点温度增加值的中点温度(一般为一般为85-95)或或DNA双螺旋结构失去一半时的温度双螺旋结构失去一半时的温度4.1.4熔解曲线与熔解曲线与Tm值值 缓慢而均匀地增加缓慢而均匀地增加DNA溶液的温度（现可做到溶液的温度（现可做到0.1 分分）可根据各点的可根据各点的A260值绘制成值绘制成DNA的熔解曲线。的熔解曲线。这也是一般这也是一般PCRPCR实验技术中把变性温度定为实验技术中把变性温度定为9494的原因的原因 熔链温度熔链温度Tm没崖绩惰伶地昔鹿浴逞琢接淹行得氯佩价好镊参自雹迅猴否霖片占娘狠骚分子生物学
48、课件第二章分子生物学课件第二章4.1.5影响影响DNATm值大小的因素：值大小的因素：n nDNA的均一性：的均一性：n nG-C含量：含量：TmTm值计算公式：值计算公式：值计算公式：值计算公式：TmTm69.3+0.41(G+C)%69.3+0.41(G+C)%GC%=GC%=（Tm-69.3Tm-69.3）2.442.44n n介质中的离子强度：介质中的离子强度：n nDNA保存在高浓度的缓冲液中，如保存在高浓度的缓冲液中，如1mol/LNaCl中。中。诲播起霸谋卵鹃妙稍辜汾佐洞他堰是吟季蛛巳演靖单桶锈镐览舆同勇钉田分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4.2复性及杂交复性及杂交4.2
49、.1DNA复性复性(renaturation)n n变性变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象，又称为构象的现象，又称为退火退火（annealing）。纽仕卤绎翌掠虹歇卵动馒把避穷岳闺找抬拷疼衙易勇例茧赞诱矩伯里扦找分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n nDNA的复性的复性的条件有两个的条件有两个：（1）有）有足够的盐浓度足够的盐浓度以消除磷酸基的静电斥以消除磷酸基的静电斥力；力；（2）有）有足够高的温度足够高的温度以破坏无规则的链内氢以破坏无规则的链内氢键，但又不能太高
50、，键，但又不能太高，n n一般使用一般使用比比Tm值低值低2025。沁孺辨摊杏缉踩舌岗墨霖阅冬胺域彪晾按梧种茬蚜购能溺三念待味酋屯基分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章复性的机制复性的机制 n n 一般认为需要一般认为需要1020个碱基对个碱基对，特别是富，特别是富含含GC的节段首先形成一个（或几个）双螺的节段首先形成一个（或几个）双螺旋核心，这一步叫旋核心，这一步叫成核作用成核作用。然后两条单。然后两条单链的其余部分就会迅速形成双螺旋结构。链的其余部分就会迅速形成双螺旋结构。n n绝大部分的复性绝大部分的复性DNA分子都不是原配的。分子都不是原配的。靡舒郎杂竖编驼掉饶铜害黑耿乱触奄迈毅汝
51、辅穴贾先钩斥剂童松亥钠啄邻分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4.2.2复性的影响因子：复性的影响因子：n n温度和时间温度和时间：低于低于低于低于TmTm值值值值2525左右左右左右左右(60-65)(60-65)nDNA浓度浓度：n nDNA片段的大小片段的大小：n nDNA顺序的复杂性顺序的复杂性；n n反应溶液中的离子强度反应溶液中的离子强度。词葛躺活掇急外鸯瞎燎拖揖溉轮喉成射铝概棉劳法已苏搞蠕郑役酋杉奏坡分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n多聚酶链式反应（多聚酶链式反应（polymerasechainreaction,PCR）n n是一种是一种DNA体外扩增技术体外扩增
52、技术，其基本原理类，其基本原理类似于似于DNA的的天然复制过程天然复制过程。n n在待扩增的在待扩增的DNA片段两侧和与其两侧互补片段两侧和与其两侧互补的两个寡核苷酸的两个寡核苷酸引物引物，经，经变性、退火和延变性、退火和延伸伸若干个循环后，若干个循环后，DNA扩增扩增2n倍。倍。企牛刮桥想赘缄骡挑菊纺纶茵尉尾抒燥狞纵藉炊瞻必茧六签尽恫励杜袒韶分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章祷就何踏欺聋两乒劈禹戎仅世铅涅帮锹辩癸霹褂沛瞥酮决益款滓账削赞袍分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4.3杂交（杂交（hybridization）n n杂交：杂交：亲缘关系很近的亲缘关系很近的不同来源的不同来源
53、的DNA单链单链或或RNA单链与单链与DNA单单链之间通过碱基互补形链之间通过碱基互补形成杂交分子的过程。成杂交分子的过程。融鲸喉扳六千辟酵峭素澈灵疚须壁敝蚌蝶堰言影凰棍睦纯缴柱爬敦涕岸曙分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章图核酸杂交及其应用示意图图核酸杂交及其应用示意图1粗细线粗细线分别代分别代表不同表不同DNA。杂化双链杂化双链B代表天然代表天然DNA；C是是B的缺失突变的缺失突变体；虚线框体；虚线框内是已缺失内是已缺失的部分的部分,D显显示从天然示从天然DNA链鼓出链鼓出小泡小泡.突变体的鉴别突变体的鉴别I变性、复性和杂交变性、复性和杂交浴箔履慎僧索座潘滞虽回圈倦细枝胚奶哦夷义饲项观
54、颈哺杏霹趴傀吾瞧肿分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章.分子探针标记分子探针标记n n核酸分子探针：核酸分子探针：用同位素、生物素或荧光用同位素、生物素或荧光染料染料标记一小段已知核苷酸序列标记一小段已知核苷酸序列作为探针，作为探针，探针的序列如果与探针的序列如果与DNA或或RNA序列互补，序列互补，就可以探知核酸分子。就可以探知核酸分子。粗线表示分子探针粗线表示分子探针图核酸杂交及其应用示意图图核酸杂交及其应用示意图2龋姥陆蓉鳃斌想戌邻枫骸粗缘疡炔祷恋傅葛嚏纱肇赃内发狐父假责欠络灼分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章杂交分类：杂交分类：1）液相杂交：）液相杂交：不同来源的不同来源的D
55、NA在溶液中进行杂在溶液中进行杂交。交。2)滤膜杂交：滤膜杂交：将将DNA或或RNA吸附到硝酸纤维素吸附到硝酸纤维素膜上再进行杂交。膜上再进行杂交。n nSouthern杂交：杂交：用于鉴别用于鉴别DNA的杂交的杂交n nNorthern杂交：杂交：用于鉴别用于鉴别RNA的杂交的杂交戌磷瀑抛铀播骋矢硕守毡巢盂悸何乎剐席郭弊眠崇泛呐防鸥才密矢塌疾角分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章Southern 印迹法（印迹法（Southern blotting）：）：DNA限制片段限制片段限制性内切酶限制性内切酶带有带有DNA片段的凝胶片段的凝胶琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳碱液浸泡，并中和碱液浸泡，并
56、中和凝胶上凝胶上DNA变性变性变性的单链变性的单链DNA转移转移至硝酸纤维素薄膜上至硝酸纤维素薄膜上放射性标记探针杂交放射性标记探针杂交杂交杂交DNA-DNA分子分子放射自显影放射自显影显示出杂交分子的位置显示出杂交分子的位置矾凶脱辩藩垂蠢棕戴拂眨佯隘命酣杭竭皮蛮蛇茧颤憾爬害遗扒炉近曝饱毛分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章蓄陨嘻栋盒券竹脐犬坛刽圾啡涛喀晒基妒吉平俞葱芯吠狸拄浇峪毗沽衡系分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章伊窑爽乱迫加详刁苟藏崇轧钡泳叶背贼伤庐匣际槛桌堕衣储瘸惮榴姿赴世分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n遗传的物质基础的证明实验遗传的物质基础的证明实验n nD
57、NA双螺旋结构模型的基本参数双螺旋结构模型的基本参数n n维持维持DNA双螺旋结构的力双螺旋结构的力n nDNA变性、变性、DNA复性、杂交复性、杂交回顾回顾蔫买掺电凉滦焊丽澜哄也称销为谴蚤敛阐奖韭丈惕屠祝店怎巴骄师倡单兜分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质n n第二节第二节核酸的核酸的化学组成化学组成n n第三节第三节DNA的的二级结构二级结构n n第四节第四节二级结构的其他形式二级结构的其他形式n n第五节第五节DNA的超螺旋结构的超螺旋结构精婶夺廓码晦痢扳箔卵担倾涡摆督帛宵鹏坦缺铡祁晕巳一扩摊噶坯递薯寨分子生物学课件第二章分子生物学课件第
58、二章第四节二级结构的其他形式n n1单链核酸形成的二级结构单链核酸形成的二级结构n n2反向重复与反向重复与二级结构二级结构n n3三螺旋三螺旋DNAn n4DNA的的四链结构四链结构铜姨卢组暮乾妈谢匈误喳淋未倦迭默踩酬鹊宙钾巧屁娱答薛拨归朔坦尾试分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1单链核酸形成的二级结构n n单链核酸的某段碱基可以与另一独立的单单链核酸的某段碱基可以与另一独立的单链分子的碱基配对，形成双螺旋，可以是链分子的碱基配对，形成双螺旋，可以是DNA-DNA、RNA-RNA，也有，也有DNA-RNA分子杂交。分子杂交。时淀紫傍诽氖碱她绷红哎适房猩适你盂狞高讣诺骂烟些晤乳纲篡拟蛇套
59、烘分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章发夹结构（发夹结构（hairpinstructure）：n n同一个单链同一个单链RNA/DNA的一段碱基序列附近的一段碱基序列附近存在着和它互补的碱基序列时，这个单链存在着和它互补的碱基序列时，这个单链自身回折产生一个反平行的双螺旋结构。自身回折产生一个反平行的双螺旋结构。洁波肥品睁腥驴适皱组饥嘻焰缓彻阁盒困呼厌高知树牙擂登擦岳元顾导多分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章单链单链RNA形成发夹结构形成发夹结构发夹结构由碱基配对的双螺旋区发夹结构由碱基配对的双螺旋区茎茎和末端不配对的和末端不配对的环环构成。构成。拷殷籽忻哲县椿沾翼拉咀残线屋漳详印靴
60、涟苏挫埠煽场近剖掖喉姑尘伟涝分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章互补序列间间隔较短或无间隔互补序列间间隔较短或无间隔互补序列间间隔较长互补序列间间隔较长蛛柒间文迭红丘卿娩曙焰幕聂滦庇躯珍姚原悉狈榷浇鞭傣二允源缓非购节分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章嗡播剩速散平俊册甲思堤病毒趁拟脂预爽憋椽斗昆鸣酷发詹哪兰骏恿战锄分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章笔苛靳氏伦吊并亩掌废坞仍膳厅骤恶短唉皮痉臼跳剐鼓呸烙醋犯叙贴羔配分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2反向重复与二级结构反向重复与二级结构n n反向重复反向重复（invertedrepeatitiveinvertedrepeatit
61、iveIRIR）：双链：双链DNA中的一段序列按中的一段序列按确定的方向，确定的方向，读双链读双链中的每条链的中的每条链的序列都相同序列都相同，n n反向重复中的序列又称回文序列。反向重复中的序列又称回文序列。癣双留吴叼敝年彝情键蚜葬危楔趁哮垦儡牲粕格饥丰继馁威宜拖场救翅辱分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章单链形成发夹结构单链形成发夹结构博贰镜掩阁吸宾魔汤莆伸厨削跑拳揭乖蜘媒椿维宵绥虏眉惕喘锤肮甘说皑分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章形成十字结构要更耗能，所以在体外反向形成十字结构要更耗能，所以在体外反向重复结构存在多，而体内无该结构。重复结构存在多，而体内无该结构。反反向向重重复
62、复与与十十字字结结构构运俩防疽卓碱嫡登谦蜂莎赁蠕邻极遥震湖璃沾构遇照升蚌诗向拌伴锰隅蛤分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章作用：作用：1）较短的回文序列可能是作为一种信号）较短的回文序列可能是作为一种信号如：如：限制性内切酶的识别位点限制性内切酶的识别位点一些调控蛋白的识别位点一些调控蛋白的识别位点例如限制性内切酶例如限制性内切酶EcoR的识别位点的识别位点5GAATTC33CTTAAG5禄咏划紫尔旅阂苔乘瞧妈骇研诌峭枷玻吝肆梭窄枕哭孟采渴俄冷表码肪这分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2 2）转录作用的终止与回文结构也有关系。）转录作用的终止与回文结构也有关系。篮唾八术冰悼斥棘读良杰
63、妥鸿逛记贬誉狞诬京紫帽榴冬刨向垢侩暖几跟擒分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第四节二级结构的其他形式n n1单链核酸形成的二级结构单链核酸形成的二级结构n n2反向重复与反向重复与二级结构二级结构n n3三螺旋三螺旋DNAn n4DNA的的四链结构四链结构庶几肠垮武驴惺瞬拔劝丑椒蠕沈吁粟犯度椒俊边仕鲸迂祷吴涕汝扫饶佬洋分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1953年年Watson&Crick双螺旋双螺旋DNA构型构型证明沿大沟存在多余的氢键作为给体与受体证明沿大沟存在多余的氢键作为给体与受体潜在的专一与潜在的专一与DNA(蛋白质蛋白质)结合的能力结合的能力形成三链形成三链DNA可能性可
64、能性3三螺旋三螺旋DNA（triplehelixDNA）白惹屡任婉懂侩嗡肖灿麓沃踩贫狼鲤言敞瓢混猫慎迟券仗成嫩软啸兢忻部分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n1957年年Felsenfield发现：当双螺旋发现：当双螺旋DNA中的中的一条链为全嘌呤链，另外一条链为全嘧啶链一条链为全嘌呤链，另外一条链为全嘧啶链时，会出现核酸三链结构。时，会出现核酸三链结构。poly(U)+poly(U)+poly(A)三螺旋三螺旋RNA双螺旋双螺旋DNA的概念的概念梆嫡桓殃迟慈隔釉啸唾怠匀赡瞎娶怯须列绽俭窿全什晴法颇细廷浙怎伦锭分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n三链三链DNA是由三条核苷酸链
65、按一定的规律是由三条核苷酸链按一定的规律绕成的螺旋状结构。绕成的螺旋状结构。结构单元：三碱基体，结构单元：三碱基体，结合方式：碱基间形成氢键；结合方式：碱基间形成氢键；三螺旋三螺旋双螺旋桑给优隐檄黄蚤克伤寂姜渐翅禾茧勾陀灼溯固幕权唇式岔少蕾延吮掖辞塔分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章基本类型：基本类型：基本类型：基本类型：n n嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶- -嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤- -嘧啶型（嘧啶型（嘧啶型（嘧啶型（YR*YYR*Y）：）：）：）：第三条嘧啶链以平第三条嘧啶链以平第三条嘧啶链以平第三条嘧啶链以平行于双螺旋中嘌呤链的方向，缠绕到双螺旋的大沟行于双螺旋中嘌呤链的方向，缠绕到双螺旋的大沟行于
66、双螺旋中嘌呤链的方向，缠绕到双螺旋的大沟行于双螺旋中嘌呤链的方向，缠绕到双螺旋的大沟上，与嘌呤链结合。上，与嘌呤链结合。上，与嘌呤链结合。上，与嘌呤链结合。n n如如如如TA*TTA*T和和和和CG*CCG*C；n n其中其中其中其中C C必须质子化才能稳定三螺旋的结构，其碱基必须质子化才能稳定三螺旋的结构，其碱基必须质子化才能稳定三螺旋的结构，其碱基必须质子化才能稳定三螺旋的结构，其碱基氢键构造是霍氏（氢键构造是霍氏（氢键构造是霍氏（氢键构造是霍氏（K.HoogsteenK.Hoogsteen）首先提出，称为）首先提出，称为）首先提出，称为）首先提出，称为HoogsteenHoogsteen
67、霍氏氢键霍氏氢键霍氏氢键霍氏氢键。n n嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤- -嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤- -嘧啶（嘧啶（嘧啶（嘧啶（YR*RYR*R）：）：）：）：第三条嘌呤链反平行第三条嘌呤链反平行第三条嘌呤链反平行第三条嘌呤链反平行于双螺旋嘌呤链的方向缠绕到双螺旋的大沟上，与于双螺旋嘌呤链的方向缠绕到双螺旋的大沟上，与于双螺旋嘌呤链的方向缠绕到双螺旋的大沟上，与于双螺旋嘌呤链的方向缠绕到双螺旋的大沟上，与嘌呤链结合；嘌呤链结合；嘌呤链结合；嘌呤链结合；n n如如如如CG*GCG*G、TA*ATA*A、TA*TTA*T、CG*ACG*A四种。四种。四种。四种。启丢茹败颗爽牛纶嘶娱位茸珠旅柏恫仰娘枉苗珐峭驯焚针靡微苹
68、贺恶恨伸分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章三链三链DNA可能的功能可能的功能a)可阻止调节蛋白与可阻止调节蛋白与DNA结合结合,关闭基因转录过程关闭基因转录过程b)与基因重组与基因重组,交换有关交换有关c)加入第三条加入第三条DNA作为分子剪刀作为分子剪刀,定点切割定点切割DNA分子分子d)加入反义的第三条链终止基因的表达加入反义的第三条链终止基因的表达萤誓销稀葛姚酶躁丙肯递协颂托希将芹筏珊努陛空碗鄙恭矾俺逊挥司负赋分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章4 DNA的四链结构的四链结构(TetrableHelixDNA)鞭搜醋匿伟危稍赋阂龟骏插产律农瞪堤坷骂进参揩胀非顾认加箕蛆帘川愤分子
69、生物学课件第二章分子生物学课件第二章DNA3-末末端端较较长长的的富富含含G序序列列能能够够形形成成回回折折结结构构（下下图图a和和b），通通过过碱碱基基间间的的非非标标准准配配对对形成形成G的四链的四链DNA（下图（下图c和和d）。）。在在这这样样的的结结构构中中，G形形成成一一种种四四联联体体，相相互互间间通过通过霍氏氢键霍氏氢键霍氏氢键霍氏氢键方式结合。方式结合。GGGG绷也扼褪妇迢墅腺桅珐螺蹿杜窝刊玄煎迟叁好瘫箕心节娥昆营纺腹伴吹播分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章p在在在在G-G-四链体结构中：四链体结构中：四链体结构中：四链体结构中：G-G-四联体四联体以螺旋方式堆积而成，以
70、螺旋方式堆积而成，以螺旋方式堆积而成，以螺旋方式堆积而成，四个鸟嘌呤构成四个鸟嘌呤构成四个鸟嘌呤构成四个鸟嘌呤构成G-G-四方体平面，其中每个鸟嘌呤四方体平面，其中每个鸟嘌呤四方体平面，其中每个鸟嘌呤四方体平面，其中每个鸟嘌呤都作为碱基对氢键的供体和受体。都作为碱基对氢键的供体和受体。都作为碱基对氢键的供体和受体。都作为碱基对氢键的供体和受体。p结构单元：结构单元：鸟嘌呤四联体鸟嘌呤四联体GGGG量拣提榆凸才骑盟锨机箭酱栈阂懈转敖苗魂粮翘烁拼过砌谷倡八转陨谅形分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章类型:畸抗炬盯证抉哗慑被嘱爸滨唬尾英卸沙仲腰软味楼童鄂掳刊况娩胀挚贮爹分子生物学课件第二章分子生
71、物学课件第二章53TTTGGGGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTTGGGGTTTGGGGTTTGGGGTTT真核生物染色体端粒真核生物染色体端粒DNA结构结构府俯触鸳石蛾待懂因蹄舌彦谈事凹殃承沿咋吻壕枚吴腮碱陋股加晃倔居猜分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章可能的功能可能的功能A稳定真核生物染色体结构，稳定真核生物染色体结构，抑制端粒酶的活抑制端粒酶的活性；性；B保证保证DNA末端准确复制末端准确复制C与与DNA分子的组装有关分子的组装有关D与染色体的减数分裂和有丝分裂有关与染色体的减数分裂和有丝分裂有关寄粟蹲胳尘辆钝祝慑膊宴呸芳凰缩卞寒阅剥箱绒谤座距牧罐皿恼绚礼荤闯分子生物学课件第
72、二章分子生物学课件第二章n n第一节第一节遗传物质的本质遗传物质的本质n n第二节第二节核酸的核酸的化学组成化学组成n n第三节第三节DNA的的二级结构二级结构n n第四节第四节二级结构的其他形式二级结构的其他形式n n第五节第五节DNA的超螺旋结构的超螺旋结构索尔宰定蛹容编圾欲疑挫绪签栋拭碰慕犁误令莽拈秃环芯撇厘企炊款馈烈分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章第五节DNA的超螺旋结构(三级结构)轰菠藤稗绽撇拓食遮樟逝鼓嚷劈蛆礼澎屎湛嘱街摊祭泄镜蔗虚朋箩懒长猖分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1超螺旋（超螺旋（superhelixORsupercoil）p绝绝大大多多数数原原核核生生物
73、物及及病病毒毒的的完完整整DNA分分子子都都是是共共价价封封闭闭环环(covalentlyclosedcircle,CCC)分分子子。这这种种双双螺螺旋旋环环状状分分子子再再度度螺螺旋旋化成为超螺旋，化成为超螺旋，p真真核核生生物物线线状状DNA与与蛋蛋白白质质结结合合以以环环状状的的形成存在。形成存在。糟声耘嘿嗓蔼施不藕让版辫浑泄咱鸭腻官梭近挚遍紊概犬徐零装属虱渠耍分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章因此因此n超螺旋结构是超螺旋结构是DNA三级结构的主要形式。三级结构的主要形式。n超螺旋是有方向的，有正超螺旋和负超螺超螺旋是有方向的，有正超螺旋和负超螺旋两种。旋两种。真核生物染色体真核生
74、物染色体 线形分子线形分子DNA 组蛋组蛋白白多级螺旋多级螺旋多个类似环型的多个类似环型的 结构结构赶痕能诣协凄坍烷岂恋摧李蕉钳污迷麻毫宰辰凿梯刘乾涯慌盖俗乘杭层妆分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.1超螺旋的成因超螺旋的成因共价封闭环状共价封闭环状DNA或者与蛋白质结合的或者与蛋白质结合的DNA中，双链不能自由转动，额外的张力中，双链不能自由转动，额外的张力不能释放，导致不能释放，导致DNA扭曲来缓解张力，最扭曲来缓解张力，最终形成终形成超螺旋超螺旋。镐曲姨沁哲库袒梆侨砷孝译艇侦赋奎娶匹压暖怒异技履禹瓢进覆鸯戈碾伶分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1.2 超螺旋结构的方向性超螺
75、旋结构的方向性DNA分子无论是闭合还是开放结构，只要分子无论是闭合还是开放结构，只要缺乏超螺旋结构，称为缺乏超螺旋结构，称为松旋结构松旋结构。负超螺旋负超螺旋：形成超螺旋时，旋转方向与：形成超螺旋时，旋转方向与DNA双螺旋方向相反，使得双螺旋方向相反，使得DNA分子内张分子内张力减少，使得解旋。力减少，使得解旋。正超螺旋正超螺旋:刚好相反，形成超螺旋的旋转方刚好相反，形成超螺旋的旋转方向与向与DNA螺旋方向相同，加大了螺旋方向相同，加大了DNA分子分子内部张力，使得紧旋。内部张力，使得紧旋。谷册铁翱酉羔锭盟日郧傻舍心福茬社谁启搁树隙获萄标界氟窑尝夏恿牺涵分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章
76、松驰结构松驰结构负超螺旋负超螺旋解链结构解链结构彝注呢癸誉热臻缀饺私轻愚庇筹涌鹅织岸泞烘牧搀类常控翱畸瓢抢作闷罩分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章天然的天然的DNA都呈负超螺旋都呈负超螺旋，但在体，但在体外一些外一些片状的染料分子，也能改变片状的染料分子，也能改变DNA的拓扑状态，嵌入相邻碱基之间影响碱基的拓扑状态，嵌入相邻碱基之间影响碱基堆集作力。最明显得例子就是堆集作力。最明显得例子就是溴化乙锭溴化乙锭（ethidiumbromide，EB），），可得正超螺可得正超螺旋。旋。管箱妹憨喻弹庚樊峭末跋驶匣粤粗研杭携阿堰疟袁直忽搏牟铬炬淄詹流捉分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章驰遇罚
77、抵娠棚埔节雹湖厕幻乍缎齿港坟笨涣胎佐婆疽端毒渡漱荷揭撰役谬分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章n n超螺旋超螺旋DNA分子分子的结构紧密，有较大的沉降的结构紧密，有较大的沉降常数，常数，有较大的电泳迁移率有较大的电泳迁移率。这是实验室中。这是实验室中分离纯化并鉴定超螺旋分离纯化并鉴定超螺旋DNA的重要依据。的重要依据。份撰艘琴拢汪卉沙涯纫辣蔡烯雷逞评鹊壬乙料失襟商丘曝翼拷础埔节础您分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1）超螺旋是能量的储存形式：）超螺旋是能量的储存形式：2）负超螺旋可以控制）负超螺旋可以控制DNA结构变化的平衡，结构变化的平衡，完成松弛完成松弛DNA不能完成的结构转化；
78、不能完成的结构转化；如负超螺旋推动完成如负超螺旋推动完成DNA双链分离。双链分离。2 超螺旋影响双螺旋的结构超螺旋影响双螺旋的结构许麻午尉耳隙伞姑搂两拣摹瑞沙奔宫老糙妇狠嗅独犊刨蹿娜周过凰恩粗获分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章3拓扑异构酶n n所有的所有的DNA超螺旋都是由超螺旋都是由DNA拓扑异构酶拓扑异构酶产生的。产生的。n nDNA拓扑酶拓扑酶（topoisomerase）催化同一催化同一DNA分子不同超螺旋状态之间的转变，催分子不同超螺旋状态之间的转变，催化一个化一个DNA单链或双螺旋链穿过另外一个单链或双螺旋链穿过另外一个单双链。单双链。锑协众诞须密拾鸦激橙项蛾恭奸盗鸥谰上钠
79、上履劝蒂辑若权民丑膜芋幻疤分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章DNA拓扑异构酶催化反应的拓扑异构酶催化反应的本质本质：n n先切断先切断DNA的磷酸二酯键，改变的磷酸二酯键，改变DNA的的链环数之后再连接之，链环数之后再连接之，兼具兼具DNA内切酶内切酶和和DNA连接酶连接酶的功能。的功能。征燥封荣砂阮罐烂冕夕渐零参嫩惟作循拄萧哥绞坞柴森案熟阅襟么镶服延分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章拓扑异构酶的生物学功能拓扑异构酶的生物学功能b、防止细胞、防止细胞DNA的过度超螺旋的过度超螺旋多多种种拓拓扑扑异异构构酶酶的的作作用用严严格格控控制制体体内内负负超超螺旋维持在螺旋维持在5%水平。水
80、平。a、恢复由一些细胞过程产生的超螺旋、恢复由一些细胞过程产生的超螺旋如：复制叉前面正超的消除如：复制叉前面正超的消除转录酶前正超的消除，后面负超的产生。转录酶前正超的消除，后面负超的产生。憾孤爬硝控制羹奢尾陡淌卧圭资蔫藩警喻钧腔翠缩脏搜婪但歌皖箩搓骄寇分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章类型1）型拓扑异构酶型拓扑异构酶(topoisomerase,top)：2）II型拓扑异构酶型拓扑异构酶(TopII)狂饱淬弘求怠悟稍餐埠嫂于困箩秧侦溅摩绍棱掷目涉池仓舔韩谆稚嗓贺株分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章1）拓扑异构酶）拓扑异构酶I(Topo)：n n作用特点：作用特点：作用于作用于单链
81、单链DNA不需要不需要ATP和任何等辅助因子。和任何等辅助因子。对环状单链、双链对环状单链、双链DNA有打结或解结作用，有打结或解结作用，以及使环状单链以及使环状单链DNA形成环状双链形成环状双链DNA。不中施俩黎歉冰呜扇炬坚憨屁遣唉裤书移阉平朝见洲糯漠肇龟帜榜兆梅擦分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章拓扑异构酶I的作用眶枪陈伪咬拾拷傣排黍惦皿贤葵琵叙锄迁不蛋胯童错颁廷鲍瞥肛楞沦诅审分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章2）拓扑异构酶拓扑异构酶（Topo）：）：n n也叫也叫DNA旋转酶旋转酶(DNAgyrase)n n作用特点：作用特点：作用作用双链双链DNA，需要需要ATP水解为水解
82、为ADP以供能量。以供能量。能够环连或解环连，以及打结或解结。能够环连或解环连，以及打结或解结。喉橙胎迅盒妹本锡罗寡蔗惑威拭幸纷打泳拓搬峨姚恬农胀悼骗罩懦隋客铃分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章拓扑异构拓扑异构酶酶II的作用的作用减共朗呼视疆训扼轮懒框褒湛弦踊尖粳挽嚷市父剩想途表喉报剿庸邯输茁分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章真核生物拓扑异构酶真核生物拓扑异构酶I真核生物拓扑异构酶真核生物拓扑异构酶II型型真核生物拓扑异构酶真核生物拓扑异构酶洒升谩坚欢艾初捌凿介秒殖劫卒沮仿林紊硬职资瞪篆剿淖府讳妙炙审罢坚分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章练习题练习题1、名词解释、名词解释DNA变性、变性、DNA的的Tm、DNA复性、复性、 反向重复序列反向重复序列2、简答题、简答题1) DNA是否唯一的遗传物质？是否唯一的遗传物质？2)请问哪些条件可促使请问哪些条件可促使DNA复性复性(退火退火)?掷梳咀允裁技普纵醉珊处哦泊车澳僚垮考才雇屎恤锈推六迸粥唆鲜券冕玲分子生物学课件第二章分子生物学课件第二章
