生物化学课件本四4

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,三 DNA的二级构造,二级构造：DNA 双螺旋构造模型。,Watson 和 Crick 1953年提出。,1 实验依据,2 DNA双螺旋构造模型的要点 ,DNA分子由两条方向相反的平行多核苷酸,链构成。一条链的5 -末端与另一条链的3 -,末端相对。两条链的糖-磷酸交替排列形成的,主链沿共同的螺旋轴扭曲成右手螺旋。, 两条链的碱基均在主链内侧，一条链上的A一定与另一条链上的T配对，G一定与C配对。根据分子模型计算，一条链上的嘌呤碱必须与另一条链上的嘧啶碱相匹配，其距离才正好与双螺旋的直径相吻合。A=T，GC。由于碱基对的大小根本一样，所有无论碱基序列如何，双螺旋DNA分子整个长度的直径一样，螺旋直径为2nm。,碱基组成的规律,A T C G,A=T，G=C，A+G=C+T。,具有种的特异性。没有组织、器官特异性。, 成对碱基大致处于同一平面，该平面与螺旋轴根本垂直。糖环平面与螺旋轴根本平行，磷酸基连在糖环的外侧。,相邻碱基对平面间的距离为0.34nm，该距离,使碱基平面间的,电子云可在一定程度上交,盖，形成碱基堆积力。双螺旋每转一周有10,个碱基对，每转的高度为3.4nm。,螺旋桨式扭曲, DNA双螺旋的外表有一条大沟和一条小沟。, 大多数天然DNA属于双链DNAdsDNA，,某些病毒如174 和M13的DNA为单链DNA,ssDNA。, 双链DNA分子主链上的化学键受碱基配对,等因素影响旋转受到限制，使DNA分子比较,刚硬，呈比较伸展的构造。但一些化学键亦,可在一定范围内旋转，是DNA分子有一定的,柔韧性。,3 DNA二级构造的其他类型,B-DNA Watson和Crick提出的模型,A-DNA,Z-DNA,二重对称构造,反向重复顺序、回文构造,镜像重复 三螺旋DNA,4 DNA的高级构造,1环状DNA的超螺旋构造,真核生物染色体DNA 双链线状分子,细菌染色体DNA、某些病毒DNA、细菌质,粒DNA、真核细胞的线粒体和叶绿体DNA，,均为双链环形DNA。,生物体内绝大多数双链环形DNA，可进一,步扭曲成超螺旋DNA。 正、负,超螺旋DNA,(共价闭环DNA),超螺旋DNA具有更为致密的构造，可以将很长的DNA分子压缩在一个较小的体积内。,如果一条双链DNA有100000bp，长度？细胞直径？,同时，增加了DNA的稳定性。,2真核生物染色体的构造,真核细胞的染色质和一些病毒的DNA是双,螺旋线形分子，由于与组蛋白结合，其两端,不能自由转动。,DNA与蛋白质形成染色体。,DNA分子,核小体,螺线管构造,突环构造,微带,染色体,5 DNA和基因组,1基因和基因组,基因gene：DNA分子中最小的功能单位。,构造基因,调节基因,间隔序列,基因组genome,某物种所含的全套遗传物质。,细胞、细胞器、质粒中所有的基因，即一,定生物体内所有基因的总称。,2病毒和细菌基因组的特点,共同点：,较小,大局部序列用于编码蛋白质，间隔序列少,具有操纵子operon构造,机构小，精简、高效,操纵子,功能相关的基因串联在一起，由共同的调,控元件调控，并转录成同一mRNA分子，可,指导多种蛋白质的合成。,病毒基因组的特点,每种病毒只有一种核酸 单链/双链，环形/线形;,不少病毒以RNA为遗传物质 RNA病毒,有重叠基因,细菌基因组的特点,“染色体通常由一个环形或线形的DNA分子组成；,单复制起点；,质粒；,编码蛋白的基因为单拷贝，但rRNA基因一般为多拷,贝；,多种调控区，少量重复序列；,可移动DNA序列转座子。,3真核生物基因组的特点,较大；多复制起点；,无操纵子构造；,大量的重复序列：高度重复序列、中度重复序列、,低度重复序列、单一序列；假基因,断裂基因。,重复序列,断裂基因 (split gene),外显子 exon 内含子 intron,6 RNA的构造和功能,大多数天然RNA是一条单链。,局部双链。 臂/茎,类型：,mRNA,rRNA,tRNA,hnRNA,snRNA,asRNA,1tRNA,主要功能：在蛋白质合成过程中具有转运,氨基酸的作用。,约占细胞RNA总量的15%。,种类多。,构造： 三叶草形二级构造 ，具有四臂四环。,tRNA的三级构造,倒写的字母L,2rRNA,主要功能：构成核糖体的骨架，参与蛋白,质合成。,原核细胞：5s, 16s, 23s,真核细胞：5s, 5.8s, 18s, 28s,3mRNA和hnRNA,mRNA,主要功能： 蛋白质合成的模板。,约占细胞总RNA的3%-5%，代谢活泼，寿,命较短。,原核生物mRNA一般不需要转录后加工。,真核生物mRNA的前体在细胞核中合成，,包括内含子和外显子的整个基因均被转录，,形成分子大小极不均一的核内不均一RNA,hnRNA。,snRNA,asRNA RNA干扰RNA interference,ncRNA非编码RNA,RNA可能是DNA和蛋白质的共同祖先。,7 核酸的性质,(1) 一般性质,两性电解质 酸性,水解核酸的酶类：,内切酶、外切酶；,核糖核酸酶、非特异性核酸酶,2紫外吸收,260nm250 - 290,增色效应,3核酸构造的稳定性 稳定因素,碱基对间的氢键,碱基堆积力,环境中的正离子,4核酸的变性 ,双链核酸的变性：双螺旋区氢键断裂，空,间构造破坏，形成单链无规那么线团状态的过,程。,核酸变性后,增色效应,黏度下降，浮力密度升高,生物学功能局部或全部丧失,熔解温度 Tm,DNA的热变性中，将紫外吸收的增加量达最大增,量一半时的温度称为熔解温度。,影响Tm的因素,5核酸的复性,变性核酸的互补链在适当条件下重新缔合,成双螺旋的过程。,退火,减色效应,影响因素,6核酸的分子杂交,在退火条件下，不同来源的DNA互补区形,成双链，或DNA单链和RNA单链的互补区形,成DNA-RNA杂合双链的过程。,Southern杂交,Northen杂交,DNA芯片,核酸的测序,Sanger 链终止法,Gilbert 化学法,