第六单流元核酸2.ppt

;第12章 核酸通论 第13章核酸的结构 第14章核酸的物理化学性质 第15章核酸的研究方法;1 核苷酸 2 核酸的共价结构;主要元素组成： C、H、O、N、P(9~11%) 与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较为稳定，占9-11%。 ;1.2 核酸的基本构成单位：核苷酸(nucleotide);1.2.1 戊糖;嘌呤(purine) ;;酮式烯醇式互变异构; 核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。;;1.2.3 核苷(ribonucleoside);核苷中戊糖与碱基的连接方式： ;核糖核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核糖核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP ;Base;游离核苷酸多为5’-核苷酸 ;; (1)ATP (腺嘌呤核糖核苷三磷酸); (2)GTP (鸟嘌呤核糖核苷三磷酸);(3) cAMP 和 cGMP;;2 核酸的共价结构;5′端;;5?;2.1.2 多聚核苷酸的特点;由核糖核苷酸聚合而成的称为RNA； 由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA。; ;How polynucleotides are actually formed;在多聚核苷酸（DNA或RNA）链中，由于构成核苷酸单元的戊糖和磷酸基是相同的，体现核苷酸差别的实际上只是它所带的碱基，所以多聚核苷酸链结构也可表示为：;A ;5′;DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式（3′-5′磷酸二酯键）和排列顺序叫做DNA的一级结构，简称为碱基序列.;DNA是dAMP、dGMP、dCMP、dTMP连接起来的线形或环形多聚体。 连接键：3’-5’磷酸二酯键 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 碱基形成侧链 走向规定为5’ -3’;基因（gene）：生物细胞中DNA分子的最小功能单位。;DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息， 并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。;Genome size ;2.3.2 原核生物基因组的特点;;（1）重复序列;（2） 有断裂基因 由于基因中内含子的存在;;3 DNA的高级结构;1) DNA碱基组成分析 ;2) DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析（Franklin）;3) 已知核酸的化学结构： 磷酸、戊糖、含氮碱基;3.1.2? DNA的二级结构的发现 1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNA的双螺旋结构模型。;3.1.3 DNA双螺旋结构的特点;DNA的双螺旋模型特点; 大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相毗邻的双股之间。 ;（2）磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧，糖环平面与纵轴平行；作为可变成分的碱基位于内侧，碱基平面与纵轴垂直。链间碱基按A—T，G—C配对（碱基配对原则，Chargaff定律）;（3）螺旋横截面的直径约为2nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm，螺旋结构每隔10个碱基对（base pair, bp）形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈的高度）为3.4 nm。;（4）维持两条DNA链相互结合（横向）的力是链间碱基对形成的氢键。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。 碱基堆积力维持双链螺圈之间（纵向）稳定性。;T;DNA的双螺旋模型特点;3.1.4 DNA双螺旋的种类 ;B-DNA：92%相对湿度，接近细胞内的DNA构象，与Watson 和Crick提出的模型相似。;;;双螺旋DNA的结构参数;DNA分子内的三链结构 ;★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。 ;①碱基堆积力（base stacking force），由芳香族碱基π电子间的相互作用引起的，能形成疏水核心，是稳定DNA最重要的因素； ②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。 ③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子（如Na+、K+和Mg2+）或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。 DNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。;3.1.6 DNA的双螺旋结构的意义;超螺旋;Relaxed and supercoiled DNA molecules ;L=25,T=25,W=0; 超螺旋的方向;? 使DNA形成高度致密状态从而得以装入核中； ?推动DNA结构的