第二章 核酸与蛋白质的结构与功能.pptVIP

第二章核酸与蛋白质的结构与功能第一节核酸核酸：nucleicacidDNA:deoxyribonucleicacid，脱氧核糖核酸。RNA:ribonucleicacid，核糖核酸。DNA是遗传信息的储存和纵向传递者。RNA是遗传信息的横向传递者。第一节核苷酸的结构核酸是核苷酸（neucleotide）的多聚体，核酸经水解可分解为核苷酸。核苷酸：脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸。嘌呤与嘧啶核苷酸核苷一磷酸、二磷酸与三磷酸核苷一磷酸可进一步形成二磷酸与三磷酸。磷酸之间的化学键称为高能磷酸键。三磷酸核苷（NTP）合成DNA的前体。一、DNA的结构和功能一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)核小体与染色体结构(一)DNA的一级结构一级结构是组成DNA的核苷酸排列次序。组成DNA的碱基有A、T、G、C四种。DNA具有两个末端：3，末端：羟基5，末端：磷酸一级结构的表示方法核酸具有相同主干，差别体现在碱基。可用碱基序列代替核苷酸序列。由5，向3，方向书写。可书写为：GCTAChargaff规则20世纪50年代，Chargaff阐明的碱基组成规律。几乎所有来源DNA的碱基含量有如下规律：A％＝T％；G％＝C％(A＋G)％＝(T＋C)％不同生物DNA的碱基组成不同。相同生物不同组织DNA的碱基组成相同，且不受年龄、营养状态和环境变化的影响。Chargaff规则DNA是遗传信息的载体Avery等的实验证实DNA是遗传物质。DNA分子的核苷酸序列储存着遗传信息。DNA包含三类序列：编码序列：编码蛋白质或各种RNA。调控序列：可被蛋白因子所识别，调控复制、转录、修饰等。结构序列：基因间或基因内的间隔序列。DNA的甲基化ACGT四种碱基均可发生甲基化，其中A和C的甲基化最为常见。大肠杆菌的GATC序列中A发生甲基化。真核生物CG序列中的C发生甲基化。CG甲基化后成为mC5G在真核生物，CG序列往往成簇存在，称CG岛或CpG岛。CpG岛。(二)DNA二级结构Watson和Crick通过对DNA的X射线衍射图谱分析，在1953年提出了双螺旋模型。双螺旋模型的建立标志着分子生物的创立。DNA以双链形式存在DNA是螺旋状的DNA双螺旋的特点碱基配对DNA双螺旋的特点稳定双螺旋的作用力DNA二级结构的多态性DNA的不同构象DNA二级结构的多态性DNA的变性DNA双螺旋破坏，生物学活性丧失的过程。破坏氢键与碱基堆砌力的因素均能造成变性。变性DNA一级结构不发生改变。增色效应变性DNA碱基暴露，紫外吸收增加的现象称为增色效应。解链温度：Tm值加热DNA溶液的同时检测其吸光度。DNA变性主要发生在一定的温度区间。Tm值：解链温度，(meltingtemperature)DNA50％变性时的温度。Tm值的影响因素Tm与DNA的长度及GC含量相关。在DNA分子较短时，Tm值与DNA分子长度成正比。Tm＝69.3＋0.41×(G＋C)％Tm值受到溶液离子强度的影响。阳离子可中和磷酸基团的负电荷，利于DNA结构的稳定。降低离子强度，Tm值也降低。DNA的复性变性的DNA单链相互识别并结合，恢复其天然双螺旋结构的过程。复性类似化学反应，需要反应时间和DNA分子的浓度。核酸的杂交杂交(hybridization)：核酸单链在复性时，不同来源的互补序列可相互结合，形成杂交体。杂交可发生于DNA之间，RNA之间，以及DNA与RNA之间。三股DNA螺旋DNA在特殊情况下可形成三股螺旋(triplehelix)，也称tsDNA。Hoogsteen氢键TriplehelixDNA空间结构(三)DNA的三级结构DNA分子在空间上进一步的折叠称为三级结构。原核生物DNA分子为环状，在折叠和盘绕时必然有拓扑学的障碍，出现超螺旋。真核生物DNA分子非常大，盘绕方式同样不能轻易改变。人类DNA长度：3×109bp×0.34nm＝1m人类有46条染色体，平均长度数厘米。DNA超螺旋