第二章 核酸jiangPPT.ppt

核酸位于病毒的中心,周围由蛋白质构成的衣壳包围。 病毒的侵染性由核酸引起,蛋白质起保护核酸的作用。 包膜 烟草花叶病毒 流感病毒 DNA双螺旋结构提出的 生物学意义 DNA 双螺旋模型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。 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，被誉为20世纪最伟大的发现之一。 1962年，沃森和克里克与莫里斯·威尔金斯一起因发现DNA双螺旋结构赢得了诺贝尔奖。 3、双螺旋结构的稳定因素 DNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的，维持这种稳定性的因素包括： ①氢键 A=T，G≡C。 氢键虽然是弱键，但大量氢键的总作用力是很大的，因此它是维持双螺旋结构稳定的重要因素。 碱基形状扁平，分布于双螺旋内侧。大量的碱基层层堆积，相邻碱基的平面十分接近，这样，芳香环上N原子π电子云交错产生一定的吸引力，就是碱基堆积力。 由于碱基堆积力，使双螺旋内部形成一个强大的疏水区(碱基呈疏水性)，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响，利于碱基之间形成氢键。这是最主要因素。 ②碱基堆积力 ③另外，各种阳离子，如多胺，组蛋白，Na+,K+,Mg2+能与DNA分子中带负电荷的磷酸基团作用，降低了两条DNA链之间的静电排斥力，也有助于双螺旋的稳定 4、二级结构的其它类型 Watson和Crick提出的DNA双螺旋构象现在称为B-DNA,它代表DNA钠盐在相对湿度92%制得的纤维的结构，比较接近生理条件下细胞内大部分DNA的构象。 DNA还有其它双螺旋构象类型:A,C,D,E,Z型。另外还有三股螺旋DNA和局部四链DNA。 ① A-DNA DNA钠盐在相对湿度75%以下制得的纤维具有不同于B-DNA的结构特点，称为A-DNA。A-DNA也是反平行双链形成的右手双螺旋。 RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构 ② Z-DNA 1978年，Rich等人将人工合成的六聚体DNA片断d(CGCGCG)制成晶体，并进行了X-衍射分析，发现此片断是反平行左手双螺旋结构，称为左旋DNA ,或称Z-DNA。 天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。 Z-DNA与B-DNA可互相转化，并处于某种平衡状态，一旦这种平衡状态被破坏，基因表达可能失控，推测Z-DNA可能和基因表达的调控有关。 B，A，Z-DNA特点比较 碱基与中心 碱基升高 每个螺圈 螺距 螺旋直径 大沟 小沟 轴倾角 nm 碱基对数目 nm nm B-DNA 0o 0.34 10 3.4 2.0 A-DNA 20o 0.23 11 2.53 2.55 窄, 深 宽,浅 Z-DNA 9o 0.38 12 4.56 1.8 平坦 窄,深 ③ 三股螺旋DNA （ triplex) DNA的二级结构除了双螺旋结构，还存在三条链形成的螺旋结构，即三股螺旋结构。 1963K. Hoogsteen描述了三股螺旋结构： 第三股链与双螺旋的大沟结合， T ?A?T，C ? G ? C＋ （C＋ ：质子化，以提供氢键供体，且与G只形成两个氢键）。 当DNA的一段polyPy或polyPu组成镜像重复，即可回折形成。 DNA三股螺旋结构常出现在DNA复制、转录、重组的起始位点或调节位点，如启动子区。 第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。 (TTAGGG)n重复序列存在与人类染色体端粒中,这些富含G的重复序列使端粒DNA以局部的四链结构存在. 四膜虫染色体的端粒中有(TTGGGG)n重复序列 ④ DNA的四链结构 ⑤ 其他与DNA碱基顺序相关的特殊二级结构 (1) 回文序列 所谓回文序列就是指DNA某一片段旋转180。后,顺序不变的序列，回文序列中的单链可形成发夹结构。双链可形成十字架结构。 核酸分子中的回文序列 回文序列中的单链可形成发卡结构 双链回文序列可形成十字架结构 （2） 镜象结构 所谓镜象结构就是指DNA某一片段在一条链上出现颠倒重复的序列。 是指DNA在双螺旋的基础上通过扭曲和折叠形成的构象。 超螺旋是DNA三级结构的主要形式（-双螺旋的