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1、第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能Chapter2StructureandFunctionofnucleicacid2.1細胞的遺傳物質(zhì)編碼信息：負責氨基酸,RNA序列的編碼。調(diào)控信息：負責基因表達時序、組織特異性表達及轉(zhuǎn)錄頻率的調(diào)控。核酸中包含的兩類遺傳信息：2.2DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)2.2.1雙螺旋結(jié)構(gòu)的特征2.2.2維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力2.2.3雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性2.2.1DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特征：①兩條脫氧核苷酸鏈以反向平行的方式圍繞同一中心軸向右盤繞②主鏈處于螺旋的外側(cè)（核糖+磷酸）親水核糖平面與螺旋軸平行堿基處于螺旋的內(nèi)側(cè)，
2、與中軸垂直③螺距：10bp—3.4nm—3600?=2nm④大溝與小溝：蛋白質(zhì)識別DNA的特定遺傳信息的關(guān)鍵點⑤堿基互補配對2.2.2維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力（1）氫鍵：A=T；G≡C（2）堿基堆積力（3）其它作用因素ABZ2.2.3雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性DNA的分子構(gòu)型(B,Z,A)比較FormBZAHelixDirectionRightLeftRightbp/circle101210.7Distance/bp~0.34nm~0.38nm~0.25nmDistance/helix3.4nm4.46nm2.8nmDiameter
3、/helix2.0nm1.8nm1.9nmSequenceAnyPolyG-CAnyPolyC-APolyT-GPolyT-AABZ1979.AlecxanderRich人工合成6bp(G/C)6核苷酸片段(G/C)6Left-handeddoublehelix任何>6bppy-pu交替排列序列的DNA片段均可形成Z-DNA,但難易程度不同左旋雙螺旋DNAZ-DNA(Left-HandedDoubleHelix)可能的功能基因表達調(diào)控Z-DNA(小溝,信息少)基因關(guān)閉B-DNA(大溝,信息多)基因表達2.3DNA的高級結(jié)構(gòu)2.3
4、.1核酸形成的二級結(jié)構(gòu)2.3.2三股螺旋的DNA(TripleHelixDNA,T.SDNA)2.3.3DNA的四鏈結(jié)構(gòu)與端粒2.3.4DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)2.3.1核酸分子的二級結(jié)構(gòu)(knot)2.3.2三股螺旋DNA※T.S.DNA的類型PolyT/ATTTTTTTTTTTAAAAAAAAAAPolyT/ATTTTTTTTTTTAAAAAAAAAATTTTTTTTTTTAAAAAAAAAATTTTTTTTTTTAAAAAAAAAA●D.S.DNA+D.S.DNAT.S.DNA+S.S.DNA三鏈螺旋雙鏈螺旋HingedDNAT
5、.S.DNA可能的功能a)T.S.DNA可阻止調(diào)節(jié)蛋白與DNA結(jié)合,關(guān)閉基因轉(zhuǎn)錄過程b)T.S.DNA與基因重組,交換有關(guān)加入第三條S.S.DNA作為分子剪刀(molecularscissors),定點切割DNA分子d)加入反義的第三條鏈(anti-sensepolydNt)終止基因的表達e)相反的觀點----T.S.DNA與基因表達呈正相關(guān)!?2.3.3四股螺旋DNA(tetraplexDNA,TetrableHelixDNA)發(fā)現(xiàn)1958.Poly(I)X-rayphotograph堿基形成環(huán)狀氫鍵連接結(jié)構(gòu)TetrableH
6、elixDNA5’---TTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’3’---AATCCCAATCCC-5’Poly(G)染色體端粒高度重復的DNA序列結(jié)構(gòu)特點LinkedbyHoogsteenBondingGGGG5‘3‘TTTGGGGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTTGGGGTTTGGGGTTTGGGGTTT真核生物染色體端粒DNA結(jié)構(gòu)2.3.4DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)線狀DNA形成的超螺旋環(huán)狀DNA形成的超螺旋DNA拓撲異構(gòu)酶 （DNAtopoisomerase）DNA拓撲異構(gòu)酶，改變DNA分子構(gòu)象，理順DNA鏈，使復制能順
7、利進行。分類：拓撲酶Ⅰ和拓撲酶Ⅱ作用特點：對DNA分子的作用是既能水解，又能連接磷酸二酯鍵。作用方式拓撲異構(gòu)酶Ⅰ切斷DNA雙鏈中一股鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當時候封閉切口，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應不需ATP。拓撲異構(gòu)酶Ⅱ切斷DNA分子兩股鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用ATP供能，連接斷端，DNA分子進入負超螺旋狀態(tài)。上海生化所1998年分子遺傳學試題：拓撲異構(gòu)酶2.4RNA的結(jié)構(gòu)與功能2.4.1mRNA的結(jié)構(gòu)與功能2.4.2tRNA的結(jié)構(gòu)與功能2.4.3rRNA的結(jié)構(gòu)與功能2.4.4其它小分子RNA2.4.1mR
8、NA的結(jié)構(gòu)與功能(1)原核生物mRNA的結(jié)構(gòu)特點：多順反子結(jié)構(gòu)(2)真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)特點：①單順反子結(jié)構(gòu)，只能編碼一條多肽鏈②3’-端具有polyA結(jié)構(gòu)不是由DNA編碼的防止mRNA被核酸酶水解核質(zhì)轉(zhuǎn)運有關(guān)③mRNA的5’端有一個“帽子”結(jié)構(gòu)m7G5’pp
