4-DNA的结构.pdf

DNA的结构-介绍DNA的一级结构、二级结构和高级结构 DNA的共价结构 通过35磷酸二酯键连接脱氧核苷酸书写方式线条式：竖线碳链、碱基、磷酸竖线碳链、碱基、磷酸文字文字式式5 5p pp pp pp pp pp pp pp pp p3 3DNADNA5 5p pp pp pp pp pp pp pp pp p3 3RNARNA此式可进一步简化为：此式可进一步简化为：5 5p p3 35 5p p3 3ATCGATCGDNA分子量非常大，一般一条染色体就是一个DNA分子，人类46条染色体，46个DNA分子3.2109bp，编码人类主要遗传信息。DNA组成的Chargaff规则 Chargaff等科学家用纸层析及紫外分光光度技术分析了各种生物的DNA的碱基组成。结果显示：A=T；G=C；A+C=G+T；A+G=C+T 结果说明：A与T；G与C配对 DNA的二级结构 Watson-Crick模型DNA双螺旋的结构特征（B型）两条反平行多核苷酸链绕中心轴缠绕，右手螺旋骨架：内侧，碱基垂直于纵轴；外侧，戊糖、磷酸3、5磷酸二酯键连接平行于轴纵，大沟宽1.2nm深0.85nm;小沟宽0.6nm深0.75nm直径：2nm，二相邻碱基高度0.34nm二核苷酸夹角36有十个核苷酸一周高度3.4nm 碱基互补配对:A T形成两个氢键;G C形成三个氢键碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但其中一条链确定后，配对的另一条链也相应地确定。Dikerson修正模型碱基间夹角28-420，每一周螺旋含10.4个碱基对，其参数与碱基序列有关。组成碱基对的两个碱基不在同一平面，而是沿长轴旋转一定角度，形成类似螺旋桨叶片状结构，成为螺旋桨状扭曲，提高碱基堆积力，稳定DNA结构。DNA二级结构的多态性DNA分子的结构可受环境的影响而改变，类型多种，典型为：A型、B型和Z型DNAA型DNA比较粗短，右手螺旋，碱基倾角大，大沟深度明显超过小沟；DNA钠盐在相对湿度92%状态。B型比较适中，右手螺旋，相对湿度75%状态；Z型细长，左手螺旋，大沟平坦，核苷酸顺式结构和反式结构相间，磷酸和糖骨架呈Z字形。以上外观特征的出现由其分子结构决定。维持DNA双螺旋的作用力氢键：碱基间和螺旋外部碱基堆积力阳离子或带正电荷化合物与磷酸基团的作用三股螺旋、四股螺旋均有 DNA三级结构 细长的分子以一种高度压缩状态存在于细胞中，双螺旋的进一步扭曲形成的超螺旋和折叠就构成了三级结构。超螺旋，三级结构中的一种。形成的前提：闭合环或两端固定（连接或与蛋白质的结合），构象处于能量最低状态结构最稳定。环状DNA三级结构 病毒、细菌、真核生物线粒体和叶绿体 外界力量可以挤紧或解松股旋 解除外力又恢复构象，在闭合状态下增加或减少螺旋所产生的张力可使分子发生扭曲DNA的解开双螺旋闭合分子扭曲负超螺旋拧紧双螺旋闭合，分子扭曲正超螺旋 连环数(L):-双螺旋DNA中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数 扭转数(T):指双螺旋构象所决定的螺旋数(定数)超螺旋数(W)：双螺旋间的螺旋数 L=T+WT=LT=L-WW生物体内如何实现？拓扑异构酶：改变DNA拓扑异构体的L数拓扑异构酶I：超螺旋DNA转变为松弛型DNA，每次催化消除一个负超螺旋，L增加1拓扑异构酶II：松弛型DNA转变为超螺旋DNA，每次催化L减少2，又称促旋酶。线型DNA三级结构线型DNA通过盘绕形成超螺旋结构 DNA与蛋白质复合物的结构核酸常与蛋白质结合组成复合物，以核蛋白的形式存在。DNA被高度的压缩组装到有限的空间，可以用压缩比来表示。病毒 基因组较小，几到几十个基因组成。病毒颗粒中，蛋白质包裹着核酸，外壳蛋白称衣壳粒。如噬菌体、植物病毒、动物病毒 细菌的拟核 拟核：细菌的染色体DNA并不是完全散开，在细胞内与碱性蛋白质紧密盘绕形成致密小体 进而组成许多突环 真核生物的染色体 超螺旋使分子得以压缩，生物体内绝大多数以超螺旋形式存在 真核生物的染色体被压缩10000倍。常染色质压缩比10002000，基因活跃表达区。异染色质DNA压缩程度较高又分永久性异染色质、功能性异染色质核小体：组蛋白核心由H2A、H2B、H3、H4各两个组成八聚体，DNA环绕1.8圈，146bp，中间为连接DNA，因此平均每个核小体约200bp；H1组蛋白结合于连接DNA，使核小体靠拢核小体的结构纤丝：核小体盘绕成染色质纤丝。更高级的组织？广泛接受的组装模型：染色质纤丝组成突环，突环形成玫瑰花结形状玫瑰花结组装成螺旋圈螺旋圈组装成染色单体DNA压缩的总原则：多级螺旋 DNADNA的高级结构的高级结构总 结DNA一级结构DNA双螺旋结构DNA三级DNA高级结构维持DNA结构的作用力