王鏡巖核酸的結(jié)構(gòu)

NitrogenousbasePentosesugarHOCH2HOHDoxyribose(inDNA)HOCH2HOOHRibose(inRNA)PhosphatePyrimidinesCytosineThymineUracilCUTPurihesAdenineGuanineAG核苷酸磷酸核苷戊糖堿基一、核苷酸本文檔共56頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分假尿苷（）二氫尿嘧啶（DHU）AmCH3CH3H3Cm26GHH5HH幾種稀有核苷本文檔共56頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分核苷酸的生物學(xué)功能作為核酸的單體細(xì)胞中的攜能物質(zhì)（如ATP、GTP、CTP、UTP）酶的輔助因子的結(jié)構(gòu)成分（如NAD）細(xì)胞通訊的媒介（如cAMP、cGMP）本文檔共56頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分二、核酸的共價(jià)結(jié)構(gòu)本文檔共56頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分三、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)（一）Chargaff規(guī)律1950年（1）所有生物的DNA中，A=T，G=C，A+C=G+T，且A+G=C+T。（2）DNA的堿基組成具有種的特異性。（3）DNA堿基組成沒有組織和器官的特異性。（4）年齡、營養(yǎng)狀況、環(huán)境等因素不影響DNA的堿基組成。本文檔共56頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（二）DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的Na鹽纖維和DNA晶體的X光衍射分析（Franklin）本文檔共56頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分DNA的雙螺旋模型特點(diǎn)（1）兩條反向平行的多聚核苷酸鏈沿一個(gè)假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。（2）磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架組成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈間堿基按A—T，G—C配對(duì)（堿基配對(duì)原則，Chargaff定律）本文檔共56頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（3）螺旋直徑2nm，相鄰堿基平面垂直距離0.34nm,螺旋結(jié)構(gòu)每隔10個(gè)堿基對(duì)（basepair,bp）重復(fù)一次，間隔為3.4nm。大溝：寬1.2nm，深0.85nm；小溝：寬0.6nm，深0.75nm。本文檔共56頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分大溝和小溝分別指雙螺旋表面凹下去的較大溝槽和較小溝槽。小溝位于雙螺旋的互補(bǔ)鏈之間,而大溝位于相毗鄰的雙股之間。本文檔共56頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行；兩條核苷酸鏈之間依靠堿基間的氫鏈結(jié)合在一起；螺圈之間主要靠堿基平面間的堆積力維持。本文檔共56頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素①堿基堆積力形成疏水環(huán)境（主要因素）。②堿基配對(duì)的氫鍵。GC含量越多，越穩(wěn)定。③磷酸基上的負(fù)電荷與介質(zhì)中的陽離子或組蛋白的正離子之間形成離子鍵，中和了磷酸基上的負(fù)電荷間的斥力，有助于DNA穩(wěn)定。④堿基處于雙螺旋內(nèi)部的疏水環(huán)境中，可免受水溶性活性小分子的攻擊。本文檔共56頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義該模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了堿基配對(duì)原則，這是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是上世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。本文檔共56頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（1）B-DNA：典型的Watson-Crick雙螺旋DNA右手雙螺旋每圈螺旋10.4個(gè)堿基對(duì)螺距：3.32nm（2）

A-DNA右手雙螺旋，外形粗短。RNA-RNA、RNA-DNA雜交分子具有這種結(jié)構(gòu)。（3）Z-DNA左手螺旋，外形細(xì)長。天然B-DNA的局部區(qū)域可以形成Z-DNA。本文檔共56頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分ABZ外型粗短適中細(xì)長螺旋方向右手右手左手螺旋直徑2.55nm2.37nm1.84nm堿基直升0.23nm0.34nm0.38nm堿基夾角32.7034.6060.00每圈堿基數(shù)1110.412軸心與堿基對(duì)關(guān)系2.46nm3.32nm4.56nm堿基傾角1901090大溝很窄很深很寬較深平坦小溝很寬、淺窄、深較窄很深本文檔共56頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分

三股螺旋DNAK.Hoogsteen1963通常是一條同型寡核苷酸與寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸雙螺旋的大溝結(jié)合：oligo(Py):oligo(Pu)—oligo(Py/Pu)第一股是寡嘧啶，中間是寡嘌呤，第三股可以是寡嘧啶或寡嘌呤本文檔共56頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分第三股與寡嘌呤之間同向平行，并按Hoogsteen配對(duì)。T=A:A,C≡G：C+T=A:TC≡G：G本文檔共56頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分DNA三股螺旋結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組的起始位點(diǎn)或調(diào)節(jié)位點(diǎn)，如啟動(dòng)子區(qū)。第三股鏈的存在可能使一些調(diào)控蛋白或RNA聚合酶等難以與該區(qū)段結(jié)合，從而阻遏有關(guān)遺傳信息的表達(dá)。本文檔共56頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（三）DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA在雙螺旋的基礎(chǔ)上通過扭曲和折疊形成的構(gòu)象。超螺旋是DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式。本文檔共56頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分超螺旋螺旋和超螺旋電話線螺旋本文檔共56頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分L=25,T=25,W=0松弛環(huán)形1152010523L=23,T=23,W=0解鏈環(huán)形15101520231510152025L=23,T=25,W=–2負(fù)超螺旋121482316131510152023右手旋轉(zhuǎn)擰松兩匝后的線形DNADNA超螺旋的形成本文檔共56頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分①連環(huán)數(shù)（linkingnumber,L）DNA雙螺旋中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數(shù)②扭轉(zhuǎn)數(shù)（twistingnumber,T）DNA分子中的Watson-Crick螺旋數(shù)目，以T表示③超螺旋數(shù)（纏繞數(shù),writhingnumber,W）L=T+W連環(huán)數(shù)（L）纏繞數(shù)（T）扭曲數(shù)W松馳環(huán)25250解鏈環(huán)23230超螺旋2325-2本文檔共56頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分④比連環(huán)差（specificlinkingdifference,λ）表示DNA的超螺旋程度(Superhelixdensity)λ=（L—L0）/L0=每一圈初級(jí)螺旋（10bp，360°）出現(xiàn)超螺旋數(shù)L0是指松馳環(huán)形DNA的L值負(fù)超螺旋DNA是由于兩條鏈的纏繞不足引起（L），很易解鏈，易于參加DNA的復(fù)制、重組和轉(zhuǎn)錄等本文檔共56頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA拓?fù)洚悩?gòu)體的L值。①拓?fù)洚悩?gòu)酶酶I（解旋酶）能使雙鏈負(fù)超螺旋DNA轉(zhuǎn)變成松馳形環(huán)狀DNA，每次催化使L值增加1。②拓?fù)洚悩?gòu)酶酶II（促旋酶）能使松馳環(huán)狀DNA轉(zhuǎn)變成負(fù)超螺旋形DNA，每次催化使L減少2。本文檔共56頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分

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DNA雙鏈重新連接DNA雙鏈穿過DNA的釋放重復(fù)起始DNA雙鏈斷裂本文檔共56頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分DNA超螺旋結(jié)構(gòu)形成的意義使DNA形成高度致密狀態(tài)從而得以裝入核中；推動(dòng)DNA結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化以滿足功能上的需要。如負(fù)超螺旋分子所受張力會(huì)引起互補(bǔ)鏈分開導(dǎo)致局部變性，利于復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。本文檔共56頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（四）DNA與蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)生物體內(nèi)的核酸通常都與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，以核蛋白（nucleoprotein）的形式存在。DNA分子十分巨大，與蛋白質(zhì)結(jié)合后被組裝到有限的空間中。本文檔共56頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分1.病毒噬菌體T2結(jié)構(gòu)頭部頸圈尾部基板尾絲尖釘本文檔共56頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分動(dòng)物病毒切面模式圖被膜（脂蛋白、碳水化合物）衣殼（蛋白質(zhì)）核酸突起（糖蛋白）病毒粒本文檔共56頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分細(xì)菌擬核（nucleoid）的突環(huán)結(jié)構(gòu)DNA-蛋白質(zhì)核心突環(huán)由雙鏈DNA結(jié)合堿性蛋白質(zhì)組成平均一個(gè)突環(huán)含有約40kpDNA2.細(xì)菌的擬核本文檔共56頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分3.真核生物的染色體本文檔共56頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分真核生物染色體DNA組裝不同層次的結(jié)構(gòu)DNA（2nm）核小體鏈（11nm，每個(gè)核小體200bp）纖絲（30nm，每圈6個(gè)核小體）突環(huán)（150nm，每個(gè)突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（300nm，6個(gè)突環(huán)）螺旋圈（700nm，每圈30個(gè)玫瑰花）染色體（1400nm，每個(gè)染色體含10個(gè)螺旋圈本文檔共56頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分四、RNA的結(jié)構(gòu)（一）RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)AMP、GMP、CMP、UMP通過3’、5’磷酸二酯鍵形成的線形多聚體。①組成RNA的戊糖是核糖②RNA的U替代DNA中的T，此外，RNA中常有一些稀有堿基。③天然RNA分子都是單鏈線形分子，只有部分區(qū)域是雙螺旋結(jié)構(gòu)。本文檔共56頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（二）tRNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)★70-90b，分子量在25kd左右，沉降系數(shù)4S左右★有較多稀有堿基★3’末端為…CCA-OH★5’末端大多為pG…或pC…★二級(jí)結(jié)構(gòu)是三葉草形★倒L形的三級(jí)結(jié)構(gòu)本文檔共56頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分本文檔共56頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分酵母tRNAAla的二級(jí)結(jié)構(gòu)DHU環(huán)IGC反密碼子反密碼環(huán)氨基酸臂可變環(huán)TψC環(huán)CCAAla3′5′本文檔共56頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分★tRNA的功能：●轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸●識(shí)別密碼子●參與翻譯起始●參與DNA的反轉(zhuǎn)錄●參與基因表達(dá)調(diào)控本文檔共56頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（三）rRNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)細(xì)菌：16SrRNA、5SrRNA、23SrRNA組成30S轉(zhuǎn)錄單位真核：18SrRNA、5.8SrRNA，28SrRNA組成45S的轉(zhuǎn)錄單位，5SrRNA單獨(dú)轉(zhuǎn)錄?！飏RNA的功能：●組成核糖體●催化肽鍵形成的轉(zhuǎn)移酶活性存在于23SrRNA上●參與tRNA與mRNA的結(jié)合本文檔共56頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分16SrRNA本文檔共56頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分（四）mRNA的結(jié)構(gòu)原核：多順反子（polycistronicmRNA)真核：單順反子，斷裂基因（splitedgene)本文檔共56頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分原核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5′3′順反子順反子順反子插入順序插入順序先導(dǎo)區(qū)末端順序★由先導(dǎo)區(qū)、插入序列、翻譯區(qū)和末端序列組成。沒有5′帽子和3′polyA?！颯D序列：5′端先導(dǎo)區(qū)中，有一段富含嘌呤的堿基序列，典型的為5′-AGGAGGU-3′，位于起始密碼子AUG前約10核苷酸處，此序列由Shine和Dalgarno發(fā)現(xiàn)，稱SD序列。★SD序列和核糖體16S的rRNA的3′末端富含嘧啶堿基的序列互補(bǔ)。本文檔共56頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期日\19點(diǎn)6分真核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)AAAAAAA-OH5′

“帽子”Poly