染色體與DNA子生物學(xué)課件

1、染色體與DNA子生物學(xué)染色體與DNA子生物學(xué)主要內(nèi)容：1、染色體2、DNA的結(jié)構(gòu)3、DNA的復(fù)制4、原核和真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)5、 DNA的修復(fù)6、 DNA的轉(zhuǎn)座主要內(nèi)容：2、DNA的結(jié)構(gòu)4、原核和真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)遺傳物質(zhì)的本質(zhì)就是核酸DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)DNA是病毒的遺傳物質(zhì)DNA是動(dòng)物細(xì)胞的遺傳物質(zhì)某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA遺傳物質(zhì)的本質(zhì)就是核酸DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)OOHN (nitrogenous base)OO（N =A、G、C、U、T）HH(O)H2OHH53-O核糖(pentose sugar )P-磷酸(phosphate)無論DNA或RNA，都是由許許多多個(gè)核苷

2、酸連接而成的生物大分子，而每個(gè)核苷酸又由磷酸、核糖和堿基3部分組成。堿基糖苷鍵1O CH2磷酸酯鍵4OOHN (nitrogenous base)OO（N =A核苷酸共價(jià)連接在一起形成多聚核苷酸鏈核苷酸共價(jià)連接在一起形成多聚核苷酸鏈組成DNA和RNA分子的五種含氮堿基的結(jié)構(gòu)式組成DNA和RNA分子的五種含氮堿基的結(jié)構(gòu)式染色體遺傳物質(zhì)的主要載體染色體在遺傳上起著主要作用,因?yàn)橛H代能夠?qū)⒆约旱倪z傳物質(zhì)以染色體（chromosome）的形式傳給子代，保持了物種的穩(wěn)定性和連續(xù)性。染色體遺傳物質(zhì)的主要載體染色體在遺傳上起（chromoso當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí), 染色體可見當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí), 染色體可見原核與真核細(xì)胞

3、染色質(zhì)的比較原核細(xì)胞中:DNA存在于稱為擬核(nucleoid)的結(jié)構(gòu)區(qū)。每個(gè)原核細(xì)胞一般只有一個(gè)染色體，每個(gè)染色體含一個(gè)雙鏈環(huán)狀DNA。真核細(xì)胞中：DNA主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中均有各自的DNA。原核與真核細(xì)胞染色質(zhì)的比較原核細(xì)胞中:DNA存在于稱為擬核( Genome size: the length of DNAassociated with one haploidcomplement of chromosomes Gene number: the number of genesincluded in a genome Gene density: the average nu

4、mber ofgenes per Mb of genomic DNA基因組與生物體的復(fù)雜性基因組(Genome)是由生物體內(nèi)所有的染色體組成的 Genome size: the length 各類生物的最小基因數(shù)隨其復(fù)雜度而增加各類生物的最小基因數(shù)隨其復(fù)雜度而增加染色體與DNA子生物學(xué)染色體的特征作為遺傳物質(zhì)，染色體具有如下特征：分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定；能夠自我復(fù)制，使親子代之間保持連續(xù)性；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個(gè)生命過程；能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。染色體的特征作為遺傳物質(zhì)，染色體具有如下特征：能夠自我復(fù)制染色體包括：DNA和蛋白質(zhì)兩大部分。同一物種內(nèi)每條染色體所帶DNA的量是一定的，但不同染

5、色體或不同物種之間變化很大。染色體包括：DNA和蛋白質(zhì)兩大部分。同一物種內(nèi)每條染色體所帶真核細(xì)胞染色體的組成由核酸和蛋白質(zhì)組成： DNA 蛋白質(zhì) RNA（尚未完成轉(zhuǎn)錄而仍與模板DNA相連接的，其含量不到DNA的10%）真核細(xì)胞染色體的組成由核酸和蛋白質(zhì)組成： DNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)染色體蛋白主要分為組蛋白和非組蛋白兩類。Histones are conserved DNA-binding proteins ofeukaryotes that form the nucleosome, the basicsubunit of chromatin.蛋白質(zhì)染色體蛋白主要分為組蛋白和非組蛋Histones

6、 arH3H2B組蛋白組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白：有H1、H2A、H2B、H3及H4五種，與DNA共同組成核小體。H2AH4H3H2B組蛋白真核細(xì)胞染色體上的組蛋白成分分析種類H1H2AH2BH3H4相對(duì)分子質(zhì)量21 00014 50013 80015 30011 300氨基酸數(shù) 目223129125135102分離難易 度易較難較難最難最難保守性不保守較保守較保守最保守最保守染色質(zhì)中比例0.51111染色質(zhì)中位置接頭核心核心核心核心真核細(xì)胞染色體上的組蛋白成分分析種類相對(duì)分氨基酸分離難組蛋白的特性 進(jìn)化上的極端保守性 無組織特異性 肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)稱性堿性氨基酸分布在N端；疏水基團(tuán)在C端

7、 存在較普遍的修飾作用甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等組蛋白的特性 進(jìn)化上的極端保守性 肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)The core histones share a commonstructural foldThe core histones share a 組蛋白的修飾（Histone modification） 核心組蛋白N-端尾部在核小體結(jié)構(gòu)、DNA-蛋白質(zhì)相互作用中的活躍作用； 某些氨基酸殘基可被修飾，如乙?；?、甲基化、磷酸化、泛素化，etc.組蛋白的修飾（Histone modification）Histone ProteinsHistone Tails are chemicallymo

8、dified by many types ofenzymes(core) H2A,H2B, H3 & H4NucleosomeDNADNA methylationHistone ProteinsHistone TailsZhang Y., Reinberg D. Genes Dev. 2001;15:2343-2360Sites of modifications on the histoneN tails (mainly on K and R)Zhang Y., Reinberg D. Genes De 賴氨酸的乙酰化(形成50種異構(gòu)體)； 絲氨酸(H3，H4，H2B)的磷酸化； 賴氨酸和精氨

9、酸(H3 和 H4)的甲基化；其它修飾：如泛素化和ADP-核糖基化。四種核心組蛋白尾部攜帶巨大的表觀遺傳信息量。組蛋白的修飾改變?nèi)旧|(zhì)的功能 賴氨酸的乙?；?形成50種 絲氨酸(H3，H4，H2組蛋白的甲基化修飾 組蛋白的甲基化是由組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶(histonemethyl transferase，HMT)完成的。 甲基化可發(fā)生在組蛋白的賴氨酸和精氨酸殘基上:賴氨酸殘基能夠發(fā)生單、雙、三甲基化; 精氨酸殘基能夠單、雙甲基化，這些不同程度的甲基化極大地增加了組蛋白修飾和調(diào)節(jié)基因表達(dá)的復(fù)雜性。 組蛋白的甲基化與基因激活和與基因沉默相關(guān)。 組蛋白的甲基化修飾方式是最穩(wěn)定的。組蛋白的甲基化修飾 組

10、蛋白的甲基化是由組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移Active and silent modification at promoterActive and silent modificat HAT/HDAC催化H3,H4特定賴氨酸殘基的乙?；ヒ阴；揎?，實(shí)現(xiàn)乙?；降膭?dòng)態(tài)平衡；特定基因部位的組蛋白乙?；腿ヒ阴；且砸环N非隨機(jī)的、位置特異的方式進(jìn)行; 乙?；ヒ阴；揎椨绊懭旧|(zhì)結(jié)構(gòu)和基因活化； 高乙?；恨D(zhuǎn)錄活化； 低乙?；恨D(zhuǎn)錄抑制。Histone acetyltransferase (HAT) /Histone deacetylase complexes (HDAC)組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶組蛋白去乙?；?/p>

11、 HAT/HDAC催化H3,H4特定賴氨酸特定基因部位Histone deacetylation induced byrecruitment of HDAC to gene promotersby different factorsSantiago Ropero, Manel Esteller. Molecular Oncology (2007) 19-25.DNA methyl transferases (DNMT)methyl binding protein MeCP2Estrogen雌激素 receptor (ER)transcription factors (E2F, Rb).Hist

12、one deacetylation inducA model showing a possible effect ofHDAC2 mutation in cancer developmentClass I HDACs are involved ingene transcription-repressionmediated by retinoblastoma (Rb,眼癌) protein.The lost of HDAC2 function couldinduce the hyperacetylation andRe-expression of genes regulatedby retino

13、blastoma protein Rb(tumor-suppressor), and withcrucial functions in cell cycleregulation.Santiago Ropero, Manel Esteller.Molecular Oncology (2007) 19-25.A model showing a possibl 轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄延伸 DNA修復(fù)、拼接、復(fù)制 染色體的組裝 基因沉默 某些疾病的形成 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 基因組的整體乙?；M蛋白乙酰化去乙酰化參與的功能 轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄延伸 某些疾病的形成 基因組的整組蛋白的其他修飾方式 組蛋白還有其他不穩(wěn)定的修

14、飾方式，如磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等。 通過多種修飾方式的組合,更為靈活的影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。所以有人稱這些能被專識(shí)別的修飾信息為組蛋白密碼。 各種修飾間也存在著相互的關(guān)聯(lián)。組蛋白的其他修飾方式 組蛋白還有其他不穩(wěn)定的修飾方式，如Ubiquitin ligases and deubiquitinating enzymes responsiblefor monoubiquitination of histones H2A and H2B, March2012|Volume2|Article26|Histone ubiquitinationand deubiquitinatio

15、n in transcription, DNA damage response, and cancer.Ubiquitin ligases and deubi組蛋白修飾的作用機(jī)制 通過影響組蛋白與DNA雙鏈的親和性，從而改變?nèi)旧|(zhì)的疏松或凝集狀態(tài)， 或通過影響轉(zhuǎn)錄因子與結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子的親和性來發(fā)揮基因調(diào)控作用。組蛋白修飾的作用機(jī)制 通過影響組蛋白與DNA雙鏈的親和性核心組蛋白尾部的修飾，不僅僅影響DNA包裝和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，更重要的是這些修飾是表觀遺傳信息的攜帶者。這種信息既決定了基因是怎樣表達(dá)的，也決定了它們的表達(dá)方式是怎樣在一代細(xì)胞和下一代細(xì)胞之間保持的。在腫瘤、免疫、心血管等疾病的發(fā)生及其防

16、治中具有十分深遠(yuǎn)的意義 。核心組蛋白尾部修飾的意義核心組蛋白尾部的修飾，不僅僅影響DNA包裝和染這種信息既組蛋白修飾是如何遺傳給子染色體的Epigenetic inheritance組蛋白修飾是如何遺傳給子染色體的Epigenetic inh非組蛋白約為組蛋白總量的60%70%，可能有20100種(常見的有1520種) 主要包括酶類(RNA聚合酶)、與細(xì)胞分裂有關(guān)的蛋白。 也可能是染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)部分。非組蛋白非組蛋白約為組蛋白總量的60%70%，可 主要包括酶類非組蛋白 HMG蛋白(High mobility group protein)能與DNA結(jié)合但不牢固，也能與H1作用；可能與DNA的超螺

17、旋結(jié)構(gòu)有關(guān)。 DNA結(jié)合蛋白相對(duì)分子量較低，占非組蛋白的20，染色質(zhì)的8；可能與DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、修復(fù)和重組有關(guān)。非組蛋白 HMG蛋白(High mobility gro真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開。DNA真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大DNA C值（ C-value ）：是指一種生物單倍體基因組DNA的總量 C值（ C-value ）：是指一種生物單倍體基因組D各種生物細(xì)胞內(nèi)DNA總量的比較在真核生物中，C值一般是隨生物進(jìn)化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物。各種生物細(xì)胞內(nèi)DNA總量的比較在真核生物中，C值

18、一般是隨生物C值反常現(xiàn)象（C-value paradox）C值往往與種系進(jìn)化的復(fù)雜程度不一致，某些低等生物卻具有較大的C值。C值反?，F(xiàn)象（C-value paradox）C值往往與種真核細(xì)胞DNA序列可被分為3類堿基組成 重復(fù)次數(shù) 占DNA總量（%）基因類型不重復(fù)75020001幾個(gè)10%80% 結(jié)構(gòu)基因序列中度重復(fù)序列101104 10%40% rRNA, tRNA,組蛋白基因高度重復(fù)序列6100數(shù)百萬次 10%60% 衛(wèi)星DNA真核細(xì)胞DNA序列可被分為3類堿基組成 重復(fù)次數(shù) 蛋白質(zhì)編碼區(qū)域只占人類基因組非常小的部分蛋白質(zhì)編碼區(qū)域只占人類基因組非常小的部分17%0.5%Drosophila

19、85%2%Proportion of functional elementswithin genomes13%E. coli70%28%2%YeastS. cerevisiae0.5%1.5%98%Human28%0.5%71%NematodeC. elegans0.5%0.01%Lunfish肺魚(dipnoi)Coding (protein)RNANon-coding82%99.5%17%0.5%Drosophila85%2%ProportProtein coding sequenceHuman genome 2-3 %C. elegan genome 25 %The majority o

20、f transcripts are non-coding RNAsTranscriptional output/complexityProtein coding sequenceHumThe major differences among different organismsare ncRNAs人和黑猩猩的基因差別為1，來源于非編碼RNA 。人和鼠的蛋白質(zhì)編碼基因99%是共同的。人個(gè)體間單倍體基因組的堿基差異300萬個(gè)，其中1萬個(gè)(0.3%)出現(xiàn)在蛋白質(zhì)編碼基因中，且絕大多數(shù)存在于非編碼RNA。The major differences among含有30億對(duì)堿基的人類基因組僅含有23萬個(gè)蛋

21、白質(zhì)基因，是果蠅的兩倍，啤酒酵母的4倍。顯而易見，生 物 的 復(fù) 雜 性不由編碼蛋白質(zhì)的數(shù)目決定。人類基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)占總基因組長度為12，那么其他98的基因組有什么功能？在這98的非蛋白質(zhì)編碼基因組序列里，約24為插入編碼序列的內(nèi)含子序列；人類基因平均每個(gè)基因有7個(gè)內(nèi)含子。這么冗長的內(nèi)含子序列有什么生物學(xué)功能？人類基因組草圖帶給科學(xué)家們的困惑含有30億對(duì)堿基的人類基因組僅含有2在這98的非蛋白質(zhì)人類基因組絕大部分都被轉(zhuǎn)錄成RNA，細(xì)胞內(nèi)非編碼RNA的數(shù)量是編碼RNA的上百倍。這促使許多科學(xué)家認(rèn)為生物體復(fù)雜性被隱藏在它們所輸出的非編碼RNA內(nèi)，而非編碼序列內(nèi)。University of Q

22、ueensland, AustraliaWashington University School of Medicine, USAUniversity of MassachusettsMedical School, USA人類基因組絕大部分都被轉(zhuǎn)錄成RNA，細(xì)胞內(nèi)非編碼UniverFunctions of ncRNAs rRNAs and tRNAs RNA maturation: snRNA in recognizing splicingsites RNA modification: snoRNA converting uridineto pseudo-uridine Regulation

23、of gene expression and translation:e.g., miRNAs DNA replication: e.g., telomerase RNAs -template for addition of telomeric repeats Etc.Functions of ncRNAs rRNAs 由DNA和組蛋白組成的染色質(zhì)纖維細(xì)絲是許多核小體連成的念珠狀結(jié)構(gòu)。電鏡下看到的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)和核小體由DNA和組蛋白組成的染色質(zhì)纖維細(xì)絲電鏡下看到的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染實(shí)驗(yàn)證據(jù)：1、染色質(zhì)DNA的Tm值比自由DNA高，說明在染色質(zhì)中DNA極可能與蛋白質(zhì)分子相互作用。2、在染色質(zhì)狀態(tài)下

24、，由DNA聚合酶和RNA聚合酶催化的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活性大大低于在自由DNA中的反應(yīng)。3、DNA酶I（DNaseI）對(duì)染色質(zhì)DNA的消化遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于對(duì)純DNA的作用。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：1、染色質(zhì)DNA的Tm值比自由DNA高，說2、在實(shí)驗(yàn)證據(jù)：用小球菌核酸酶處理染色質(zhì)以后進(jìn)行電泳，便可以得到一系列片段，這些被保留的DNA片段均為200bp基本單位的倍數(shù)。Molecular Biology of the Gene, Figure 7-1實(shí)驗(yàn)證據(jù)：用小球菌核酸酶處理染色質(zhì)Molecular Bio146bp DNA + Histoneoctamer (組蛋白八聚體)Nucleosome core (核小體核心)

25、 + H1Chromatosome (染色小體 166bp) + linker DNA Nucleosome (核小體)(200 bp of DNA)Nucleosome (核小體) 是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，由200 bp DNA和組蛋白八聚體組成146bp DNA + Histoneoctamer (組蛋核小體核心顆粒結(jié)構(gòu)核小體核心顆粒結(jié)構(gòu)Histone octamer (組蛋白八聚體)Top viewSide viewHistone octamer (組蛋白八聚體)Top viThe assembly of anucleosomeMolecular Biology of the Gene,

26、 Figure 7-20The assembly of anucleosomeHow does the higher-orderchromatin structure form?How does the higher-order(1) Histone H1 binds to the linker DNAbetween nucleosome, inducing tighter DNAwrapping around the nucleosome10 nm fibers(1) Histone H1 binds to tThe addition of H1 leads to morecompact n

27、ucleosomal DNANucleosomal DNA in the presence of histone H1.Nucleosomal DNA in the absence of histone H1.The addition of H1 leads (2) Nucleosome arrays can form morecomplex structures: the 30-nm fiber (“zigzagmodel”)30 nm fibers have 6 nucleosomes/turn, organized into a solenoid. Histone H1 and hist

28、one N-terminal tails are required forformation of the 30 nm fiber. This fiber is the basic constituent of both interphasechromatin and mitotic chromosomes. (40-fold compaction)(2) Nucleosome arrays can (3) Further compaction of DNA involveslarge loops of nucleosomal DNAAdditional 103-104-fold compac

29、tion is required,but the mechanism is unclearThe nuclear scaffold model is proposed(3) Further compaction of From DNA tochromosomeShort region of DNAdouble helix“Beads on a string”form of Chromatin30-nm chromatin fiberof packed nucleosomesSection of chromosomein an extended formCondensed section ofM

30、etaphase chromosomeEntire metaphasechromosomeFrom DNA toShort region染色體形成過程中長度與寬度的變化寬度增加 長度壓縮第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)DNA+組蛋白核小體螺線管超螺旋核小體螺線管超螺旋染色體5倍3倍13倍2.5-5倍7倍6倍40倍5倍500-1000倍8400倍(8000-10000)染色體形成過程中長度與寬度的變化第一級(jí)DNA+組蛋核小體The importance of packing of DNAinto chromosomesChromosome is a compact form of theDNA that

31、 readily fits inside the cellTo protect DNA from damageDNA in a chromosome can be transmittedefficiently to both daughter cells duringcell divisionChromosome confers an overallorganization to each molecule of DNA,which facilitates gene expression as wellas recombinationThe importance of packing 真核生物

32、基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 真核基因組龐大，一般都遠(yuǎn)大于原核生物的基因組。 真核基因組存在大量的重復(fù)序列。 真核基因組的大部分為非編碼序列(90)，是真核生物與細(xì)菌和病毒之間最主要的區(qū)別。 真核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。 真核基因是斷裂基因，有內(nèi)含子結(jié)構(gòu)。 真核基因組存在大量的順式作用元件(啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子)。 真核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性：單核苷酸多態(tài)性和串連重復(fù)序列多態(tài)性。 真核基因組具有端粒(telomere)結(jié)構(gòu)。保護(hù)線性DNA的完整復(fù)制、保護(hù)染色體末端和決定細(xì)胞的壽命等功能。真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 真核基因組的大部分為非編碼原核生物的基因組很小，大多只有一條染色體，且DNA含量

33、少.如大腸桿菌DNA的相對(duì)分子質(zhì)量僅為4.6106bp，其完全伸展總長約為1.3mm，含4000多個(gè)基因。原核生物基因組原核生物的基因組很小，大多只有一如大腸桿菌DNA的相對(duì)分子質(zhì)原核生物基因主要是單拷貝基因，只有很少數(shù)基因如rRNA基因以多拷貝形式存在；整個(gè)染色體DNA幾乎全部由功能基因與調(diào)控序列所組成；幾乎每個(gè)基因序列都與它所編碼的蛋白質(zhì)序列呈線性對(duì)應(yīng)狀態(tài)。原核生物基因主要是單拷貝基因，只整個(gè)染色體DNA幾乎全部大腸桿菌細(xì)胞中基因組DNA的電鏡顯微照片箭頭為環(huán)狀質(zhì)粒DNA細(xì)菌DNA是一條相對(duì)分子量在109左右的共價(jià)、閉合雙鏈分子，通常也稱為染色體。大腸桿菌細(xì)胞中基因組DNA的電鏡顯微照片箭

34、頭為環(huán)狀質(zhì)粒DNA原核細(xì)胞DNA特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡煉原核DNA分子的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有很小一部分控制基因表達(dá)的序列不轉(zhuǎn)錄。這些不轉(zhuǎn)錄DNA序列通常是控制基因表達(dá)的序列。原核細(xì)胞DNA特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡煉原核DNA分子的絕大部分是2、存在轉(zhuǎn)錄單元原核生物DNA序列中功能相關(guān)的RNA和蛋白質(zhì)基因，往往叢集在基因組的一個(gè)或幾個(gè)特定部位，形成轉(zhuǎn)錄單元, 并轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生含多個(gè)mRNA的分子，稱為多順反子mRNA。2、存在轉(zhuǎn)錄單元原核生物DNA序列中功能相關(guān)的3、有重疊基因一些細(xì)菌和動(dòng)物病毒存在重疊基因：同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。3、有重疊基因一些細(xì)菌和動(dòng)物病毒存在重疊基因：信息。19

35、77年，Sanger正式發(fā)現(xiàn)了重疊基因： X174感染寄主后共合成9個(gè)蛋白質(zhì)-分子量約2.5105-6 ,078個(gè)核苷酸， 而病毒DNA本身只有5 375個(gè)核苷酸。 Sanger發(fā)現(xiàn)9個(gè)基因中有些是重疊的：1、一個(gè)基因完全在另一個(gè)基因里面；2、部分重疊；3、兩個(gè)基因只有一個(gè)堿基對(duì)的重疊。1977年，Sanger正式發(fā)現(xiàn)了重疊基因： X174感DNA的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu) 指4種核苷酸的連接及其排列順序，表示了該DNA分子的化學(xué)構(gòu)成。許多個(gè)脫氧核苷酸經(jīng)3-5磷酸二酯鍵聚合而成為DNA鏈。5端3端CGA3 -5 磷酸二酯鍵DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)了該DN

36、A分子的化學(xué)經(jīng)3-5磷酸二酯鍵DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法535ppppOH 3ACTG13線條式5ACTGCATAGCTCGA3字母式結(jié)構(gòu)式DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法535ppppOH 3A堿基、核苷和核苷酸堿基腺嘌呤(adenine)鳥嘌呤(guanine)胞嘧啶(cytosine)胸腺嘧啶(thymine)核苷腺苷(adenosine)鳥苷(guanosine)胞苷(cytidine)胸苷(thymidine)核苷酸腺苷酸(adenylic acid)鳥苷酸(guanylic acid)胞苷酸(cytidylic acid)胸苷酸(thymidylicacid)RNA DNAAMP dAMPGMP

37、 dGMPCMP dCMPdTMP尿嘧啶(uracil)尿苷(uridine)尿苷酸(uridylic acid)UMP堿基與糖的結(jié)合物稱為核苷，如果再與一個(gè)磷酸脂基相連則形成核苷酸堿基、核苷和核苷酸堿基核苷核苷酸acid)5-dNMP5-dNDP5-dNTPN=A、G、C、T腺苷酸及其多磷酸化合物5-NMP5-NDP5-NTPN=A、G、C、UAMPAdenosine monophosphateADPAdenosine diphosphateATPAdenosine triphosphate5-dNMP腺苷酸及其多磷酸化合物AMP多聚核苷酸鏈中新生磷酸糖苷鍵的產(chǎn)生過程單核苷酸5-磷酸基團(tuán)向核

38、酸鏈的3-OH發(fā)起進(jìn)攻5-NTP是核酸合成的前體多聚核苷酸鏈中新生磷酸糖苷鍵的產(chǎn)生過程單核苷酸5-磷酸基團(tuán)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) 指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) 指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的DNA雙鏈的組成DNA雙鏈的組成堿基互補(bǔ)配對(duì)原則:在DNA分子中，嘌呤永遠(yuǎn)與嘧啶配對(duì)，腺嘌呤（A）= 胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）= 胞嘧啶（C）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則:在DNA分子中，嘌呤永遠(yuǎn)與嘧啶配對(duì)，1. X-光衍射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明DNA是一種規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)。DNAdouble helix (DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))1953，Watson 和 Crick 基于三個(gè)方面的發(fā)現(xiàn),提出了DNA雙螺旋模型：2. DNA密度測量說明這種螺旋結(jié)構(gòu)應(yīng)有兩條鏈。3. 不論堿基數(shù)目多少，G的含量總是與C一樣，而A與T也是一樣的。1.