第二节第二节 DNA DNA的组成及结构的组成及结构•一、一、 DNA DNA的组成的组成•二、二、 DNA DNA的一级结构的一级结构•三、三、 DNA DNA的二级结构的二级结构•四、四、 DNA DNA的高级结构的高级结构1 一、一、 DNA DNA的组成的组成 遗传物质遗传物质----------核酸核酸 DNADNA：脱氧核糖核酸：脱氧核糖核酸 RNA RNA：核糖核酸：核糖核酸脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸核苷酸 ( (核糖核糖) )核苷酸核苷酸 2 核苷酸的组成核苷酸的组成核苷酸核苷酸 磷酸磷酸 戊糖戊糖 核糖核糖 核苷核苷 脱氧核糖脱氧核糖 碱基碱基 嘌呤碱嘌呤碱 腺嘌呤腺嘌呤(A)(A) 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G) 嘧啶碱嘧啶碱 胞嘧啶胞嘧啶(C)(C) 尿嘧啶尿嘧啶(U)(U) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T) 3 4 5 6 7 RNARNA中四种碱基为：中四种碱基为：A A、、G G、、C C、、U U碱基配对时只能是：碱基配对时只能是：A-U,C-GA-U,C-GDNADNA中四种碱基为：中四种碱基为： A A、、G G、、C C、、T T碱基配对时只能是：碱基配对时只能是：A-T,C-GA-T,C-G8 1 1、碱基：还存在一些稀有碱基，种类极多。
碱基：还存在一些稀有碱基，种类极多2 2、核苷：核糖核苷、核苷：核糖核苷 脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷3 3、核苷酸：核苷的磷酸酯、核苷酸：核苷的磷酸酯 核苷三磷酸：核苷三磷酸：NTPNTP 核苷二磷酸：核苷二磷酸：NDPNDP 能量来源能量来源9 二、二、 DNA DNA的一级结构的一级结构1 1、定义：脱氧核苷酸在分子中的排列顺序，也就是、定义：脱氧核苷酸在分子中的排列顺序，也就是 DNA DNA分子内碱基的排列顺序分子内碱基的排列顺序10 2 2、特征：、特征：（（1 1）双链反向平行配对而成）双链反向平行配对而成（（2 2）脱氧核糖和磷酸交替连接，构成）脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNADNA骨架，碱基排在骨架，碱基排在 内侧内侧（（3 3）内侧碱基通过）内侧碱基通过氢键氢键互补形成碱基对（互补形成碱基对（A A：：T T，，C C：：G G），）， A-T A-T碱基对有两个氢键，碱基对有两个氢键，C-GC-G之间有三个氢键，而且在之间有三个氢键，而且在 DNA DNA分子中总是分子中总是A+T=C+GA+T=C+G11 12 13 3 3、、DNADNA所带信息的种类：所带信息的种类：（（1 1）负责编码蛋白质氨基酸序列的信息。
负责编码蛋白质氨基酸序列的信息2 2）负责基因活性的选择性表达和调控的信息负责基因活性的选择性表达和调控的信息 A A 负责编码某些调控蛋白负责编码某些调控蛋白 B B 负责基因表达的调控位点，即决定基因开启负责基因表达的调控位点，即决定基因开启 或关闭或关闭14 4 4、研究一级结构的生物学意义、研究一级结构的生物学意义 对阐明遗传物质结构、功能以及它的对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都是极其重要的表达、调控都是极其重要的15 三、三、 DNA DNA的二级结构的二级结构1 1、定义：、定义：指两条多核苷酸链反向平行盘指两条多核苷酸链反向平行盘 绕所产生的双螺旋结构绕所产生的双螺旋结构16 17 2 2、分类：、分类：右手螺旋：右手螺旋：A-DNAA-DNA，，B-DNAB-DNA左手螺旋：左手螺旋：Z-DNAZ-DNA18 ABZ19 ABZ20 21 22 3 3、、B-DNAB-DNA的结构的结构（（1 1））DNADNA分子由两条反向的平行多核苷酸链围绕同一分子由两条反向的平行多核苷酸链围绕同一中心轴构成双螺旋结构。
中心轴构成双螺旋结构2 2）双螺旋的平均直径为）双螺旋的平均直径为2nm2nm，每个螺旋圈上升，每个螺旋圈上升1010对对核苷酸，螺旋距为核苷酸，螺旋距为3.4nm3.4nm，碱基平面垂直于螺旋轴碱基平面垂直于螺旋轴3 3）两条链都由磷酸和脱氧核糖以）两条链都由磷酸和脱氧核糖以3 3, ,,5,5, ,- -磷酸二酯健磷酸二酯健相连而成，它们位于螺旋的外侧，嘌呤碱基与嘧啶相连而成，它们位于螺旋的外侧，嘌呤碱基与嘧啶碱基位于螺旋的内侧，糖苷平面于碱基平面相垂直碱基位于螺旋的内侧，糖苷平面于碱基平面相垂直23 （（4 4）两条多核苷酸链依照碱基互补配对原则形成氢）两条多核苷酸链依照碱基互补配对原则形成氢 键相连接，键相连接，A-TA-T碱基对有两个氢键，碱基对有两个氢键，C-GC-G之间有之间有 三个氢键三个氢键5 5）沿螺旋中心轴方向看去，双螺旋结构上有两个）沿螺旋中心轴方向看去，双螺旋结构上有两个 凹槽，一个较宽深，称为大沟，另一个较浅凹槽，一个较宽深，称为大沟，另一个较浅 小，称为小沟，是由于碱基对堆积和糖小，称为小沟，是由于碱基对堆积和糖- -磷酸磷酸 骨架扭转造成的。
骨架扭转造成的 24 4 4、、DNADNA二级结构的多态性二级结构的多态性定义：除定义：除B-DNA外人们好发现了其它的结构参数有一外人们好发现了其它的结构参数有一 定差异的双螺旋定差异的双螺旋DNA，如，如A-DNA 、、Z-DNA 等，这一现象称为等，这一现象称为DNA结构的多态性结构的多态性如：当如：当DNA钠盐纤维在相对湿度为钠盐纤维在相对湿度为92%时，所处的状时，所处的状 态为态为B-DNA；； 当当DNA钠盐纤维在相对湿度为钠盐纤维在相对湿度为75%时，所处的状时，所处的状 态为态为A-DNA25 5 5、、Z-NDAZ-NDA的主要特征的主要特征1979年由年由Rich等发现的等发现的1 1）每个螺旋包含）每个螺旋包含1212对碱基，螺距为对碱基，螺距为4.5nm4.5nm，螺旋，螺旋 直径为直径为1.8nm1.8nm，整个分子显得细而长整个分子显得细而长2 2））C-GC-G碱基对不是对称的位于螺旋轴附近，而是碱基对不是对称的位于螺旋轴附近，而是 移向边缘伸展，从而使大沟外凸，小沟则变得移向边缘伸展，从而使大沟外凸，小沟则变得 窄而深。
窄而深26 1 1、定义：指、定义：指DNADNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定 空间结构是一种比双螺旋更高层次的空空间结构是一种比双螺旋更高层次的空 间构象2 2、主要形式：超螺旋结构（正超螺旋和负超螺旋）、主要形式：超螺旋结构（正超螺旋和负超螺旋）四、四、DNADNA的高级结构的高级结构27 正超螺旋：由增旋形成的超螺旋为左手超螺旋，又正超螺旋：由增旋形成的超螺旋为左手超螺旋，又 称为正超螺旋称为正超螺旋负超螺旋：由解旋形成的超螺旋为右手超螺旋，又负超螺旋：由解旋形成的超螺旋为右手超螺旋，又 称为负超螺旋称为负超螺旋28 29 线状线状DNADNA形成的超螺旋形成的超螺旋30 环状环状DNADNA形成的超螺旋形成的超螺旋31 拓扑异构酶拓扑异构酶or溴化乙锭溴化乙锭拓扑异构酶拓扑异构酶or溴化乙锭溴化乙锭DNA扭曲与双螺扭曲与双螺旋相同（拧紧）旋相同（拧紧）DNA扭曲与双螺扭曲与双螺旋相反（松开）旋相反（松开）负超螺旋负超螺旋松弛松弛DNA正超螺旋正超螺旋32 。