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基础生化实验课通知 时间：种子——周二上午三四节；草业——周三上午三四节 地点：扬大文汇路校区生物科学与技术学院109 要求：必须穿白大褂，打印实验教材（在网络教学平台下载） 文汇路校区南大门 梧桐大道 ?Ψ ψ psi psai 普西 * 三、DNA的二级结构——双螺旋结构 1953年，Watson和Crick 在前人研究工作的基础上，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测 　　双螺旋结构模型提出的两个依据： 1) DNA结晶的X-射线衍射数据 2) DNA分子中碱基组成规律（Chargaff 定律）：嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等，即A＝T，G＝C，A+G＝T+C。 1962年诺贝尔生理学和医学奖 的三位获奖者 标准DNA双螺旋模型的结构特点 DNA由两条反向平行的多核苷酸链绕同一中心轴右手螺旋而成，其中一条链的走向为5’→3’，另一条走向为3’ →5’ 两条由磷酸和脱氧核糖组成的主链骨架位于双螺旋外侧，碱基位于内侧 双螺旋平均直径为2.0 nm，螺距为3.4 nm，每圈螺旋含10 bp，相邻两个碱基间隔0.34 nm 两条链依靠氢键相结合，氢键按碱基互补配对原则成键。A和T之间连有2个氢键，G和C之间连有3个氢键 双螺旋表面有两个凹槽，分别称为大沟和小沟 双螺旋结构稳定的三大因素 1）碱基堆积力：双螺旋中相邻碱基平面之间通过疏水作用和范德华力相互堆叠在一起。（该因素最重要！） 2）互补碱基对之间的氢键。 3）双螺旋外侧带负电荷的磷酸基与介质中的阳离子形成的离子键。在原核生物中，DNA常与精胺、亚精胺结合。在真核生物中，DNA与组蛋白结合。 DNA双螺旋结构的多态性 A型DNA 右手螺旋，粗短，大沟深，小沟浅 B型DNA 右手螺旋，细胞中绝大多数DNA都是这个形态 Z型DNA 左手螺旋，细长而伸展，大沟平坦，小沟狭而深 三链DNA——H型DNA 三链DNA中的C·G·C配对 包括正常的Watson-Crick配对和Hoogsteen配对，其中后一种配对在在G和C之间只形成两个氢键 DNA分子双螺旋结构的动画演示 三、DNA的超螺旋结构 DNA双螺旋的进一步扭曲构成麻花状的超螺旋结构，DNA的这种超螺旋结构通常称为DNA的三级结构。 超螺旋结构分为正超螺旋和负超螺旋。 当B型双螺旋DNA（右手螺旋）一端固定，另一端拧紧时，为了平衡额外的张力，会形成左手超螺旋，为正超螺旋。 反之，当另一端拧松时，为了平衡额外的张力，会形成右手超螺旋，为负超螺旋。 L＝T＋W L：连环数（即实际的螺旋数） T：盘绕数（即双螺旋数） W：缠绕数（即超螺旋数） 生物学和数学的联姻——DNA的拓扑学 右手超螺旋的环状DNA，此时L=23，T=25，W= -2 DNA的包装——染色质的结构 DNA的压缩比是指DNA分子长度与组装后的特定结构长度之比。 人类DNA的压缩比为8, 000~10, 000倍。可根据DNA双螺旋结构的螺距计算一个染色体DNA分子的直线长度。 八聚体组蛋白核心 第四节 RNA的结构与功能 P51 一、RNA结构特点 碱基组成为A、G、C、U ，稳定性较差，易被水解 多为单链结构，少数局部形成螺旋（A＝U/G≡C），连键仍为3’，5’-磷酸二酯键 分子较小，氢键和碱基堆积力在稳定RNA二级结构中起主要作用 种类较多 mRNA（前体为hnRNA： 核内不均一RNA） tRNA rRNA 各种小RNA 少数RNA病毒 二、tRNA 占RNA总量的15％，其功能是蛋白质合成时，将氨基酸转运核糖体的相应位置。一种氨基酸最少有一种tRNA来转运。 分子较小，沉降系数约为4S，由70－90个核苷酸组成，含有较多的稀有核苷酸。 二级结构一般为三叶草形，包括四环一臂。 5′－末端多为pG或pC，3′－末端序列通常为CCA—OH。 三级结构为倒L型。 tRNA的三级结构——倒L型 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环 TψC环 三、rRNA 含量最高，占RNA总量的80％，是构成核糖体的主要组分。 原核生物 真核生物 核糖体 rRNA 核糖体 rRNA 30s 70s 50s 16s 40s 80s 50s 18s 5s 、23s 5s、5.8s、28s rRNA的天然结构是与蛋白质共同构成核糖体 大肠杆菌5s rRNA的结构 四、mRNA mRNA是蛋白质合成的模板，其上带有密码子，占细胞总RNA含量的3％～5％。 种类多而又大小不均一 半衰期很短，实际含量低 原核生物以操纵子作为转录单位，产生多顺反子mRNA，即一条链上有多个编码区，5′－端和3′－端各有一段非编码区，一般无修饰碱基 真核生物的mRNA多为单顺反子