分子生物学 第二章 核酸与染色体的结构和性质.pptVIP

第二章 核酸的结构和功能chapter 2 the structure and function of nucleic acids and chromosome;2.1?? DNA是遗传物质?;1928年英国科学家Griffith证实肺炎链球菌荚膜中的多糖是致病原； 1944年Avery提出基因就是DNA； 1952年美国Hershey、Chase进一步证实了Avery的论点；; ;2.1.1.2 Avery等人的实验;;2.2 核酸的组成和DNA的结构;核酸功能：遗传信息的载体 组成：以核苷酸为基本单位，通过磷酸二脂键连接形成的链状多聚体。 核苷酸：由核苷（含氮碱基，戊糖）和磷酸构成 核酸根据核糖分为：核糖核酸-RNA 和脱氧核糖核酸-DNA RNA中的嘌呤碱基有：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C），尿嘧啶（U) DNA中胸腺嘧啶（T）代替了尿嘧啶（U) ;2.2.1? DNA的一级结构; ;2.2.2? DNA一级结构的方向性;DNA一级结构的多样性;2.2.3 DNA的二级结构; ;DNA的二级结构;2.2.3.2 理化特性及维持二级结构稳定的力; ;2.2.3.3 DNA二级结构的基本特点;2.2.3.4 DNA二级结构的不均一性;2.2.3.5 DNA二级结构的多样性; ;2.2.4 DNA的双链的变性和复性; ; ;2.2.4.3 增色效应、减色效应和Tm值; ;2.2.4.5 复性; ;2.2.5 DNA的高级结构超螺旋与拓扑异构现象; ;(1)超螺旋(superhelix or supercoil)的发现 1965年电镜发现SV40和多瘤病毒的环形DNA的超螺旋；; ;溴化乙锭（ethidium bromide）能嵌入DNA分子中堆积的碱基对平面之间，引起DNA分子松旋。;如果最初cccDNA为负超螺旋，加入EB可使负超螺旋DNA转变为松弛态；EB的进一步增加，DNA就转变为正超螺旋。（因为Lk=Tw+Wr）; ; ; ;不同形状的DNA分子在琼脂糖中的迁移率; ;为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。 ; ;2.3? 染色体;染色体概述; ; ;人类染色体显微结构图;除外观结构不同之外，在细胞内的存在方式也不同： 原核细胞：简单，没有核膜包围形成真正的细胞核，核酸分子常裸露存在整个细胞中，与少量蛋白质结合，这些蛋白质有些与DNA的折叠有关，另外的参与DNA复制、重组和转录过程。 真核细胞的染色体中，DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的质量比约为2:1.; ; ;2.3.2 真核生物的染色体; ;1. 蛋白质;组蛋白的特性 1. 进化上的极端保守性。不同种生物组蛋白的氨基酸组成十分相似。特别是H3、H4，牛、猪、大鼠的H4完全相同。 2. 无组织特异性。 仅发现两个例外（鸟鱼两栖红细胞H1-H5，精细胞鱼精蛋白） 3. 肽链上氨基酸分布的不对称性。 N端碱性氨基酸 C端疏水氨基酸 4. 组蛋白的修饰作用 甲基化、乙酰化、磷酸化、多聚ADP糖基化等 5. 富含赖氨酸的组蛋白H5。 只存在于鸟类、两栖类等含有细胞核的红细胞中。 ; 非组蛋白 包括酶类和细胞分裂有关的蛋白（收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白） 高速泳动蛋白（high mobility group protein, HMG蛋白）能与DNA结合，也能与H1作用，可能与超螺旋结构有关。 DNA结合蛋白 可能是一些与DNA复制或转录有关的酶或调解物质。 A24非组蛋白 C端与H2A相同，功能不详 ;核小体——染色体DNA的一级包装 染色质螺线管(30nm fiber)——二级包装 染色??纤维环—三级包装;2.3.2.2 核小体的装配; ;核小体单体被微球菌核酸酶处理后，随着时间延长，其降解产物(DNA片段)会逐渐缩短，从200bp降至146bp，至此很难再进一步降解。 这种稳定结构为核心颗粒，它是由147bp的DNA片段和H2A、H2B、H3和H4各2分子组成。; ;核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，可描述如下：①每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1；②由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒；③DNA分子以左手螺旋缠绕