《核酸的結(jié)構(gòu)》ppt課件

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1、第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)一、核酸的一級結(jié)構(gòu)定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。可以用堿基序列表示核酸的一級結(jié)構(gòu)5′端3′端CGA核酸的一級結(jié)構(gòu)核苷酸間的連接鍵是：3′，5′-磷酸二酯鍵相間排列的戊糖和磷酸構(gòu)成主鏈，堿基是有秩序連接的側(cè)鏈基團線性核酸鏈都有一個3′-末端和一個5′-末端可以堿基序列表示核酸的一級結(jié)構(gòu)AGP5?PTPGPCPTPOH3?核酸一級結(jié)構(gòu)的簡寫表示5?pApGpTpGpCpT-OH3?5?AGTGCT3?核酸一級結(jié)構(gòu)書寫規(guī)則用p表示磷酸

2、基團。p在核苷左側(cè)時，表示磷酸與糖環(huán)的5?-羥基結(jié)合；在右側(cè)表示與3?-羥基結(jié)合。舉例：pApCpGpUpApCpGpU:表示水解后C的3?-羥基連有磷酸基；pApCpGpU:表示水解后C的3?-羥基是游離的P可省略，用字母表示。pACGU簡寫式的讀向是從左到右，堿基序列是5?到3?二、DNA的二級結(jié)構(gòu)-雙螺旋結(jié)構(gòu)（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景堿基組成分析Chargaff規(guī)則：[A]=[T][G]?[C]堿基的理化數(shù)據(jù)分析A-T、G-C以氫鍵配對較合理；其他組合易相互排斥；如G:TDNA纖維有

3、相似的X-線衍射圖譜，說明DNA可能有共同的空間結(jié)構(gòu)。Chargaff規(guī)則：（1）A=T（2）G=C（3）A+C=G+T（4）A+G=C+T（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點（Watson,Crick,1953）DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，兩鏈以-脫氧核糖-磷酸-為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤。堿基對糖苷鍵的角度差異，使得形成大溝及小溝相間排列。大溝和小溝處堿基基團分布不同，可以與蛋白質(zhì)特異作用。兩個核苷酸間的夾角36°（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點堿基垂直螺旋軸居

4、雙螺旋內(nèi)側(cè)，與對側(cè)堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T;G?C）。堿基在一條鏈上的排列順序不受任何限制。但根據(jù)堿基配對原則，一條核苷酸鏈序列可決定另一條互補鏈的序列。雙螺旋的直徑為2nm，相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。DNA分子大小常用堿基對數(shù)（bp）表示堿基互補配對TAGC堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點（Watson,Crick,1953）大多數(shù)天然DNA屬于雙鏈DNA,某些病毒中DNA屬于單鏈DNA.氫鍵維持雙鏈

5、橫向穩(wěn)定性，堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。DNA，雙螺旋，正反向，互補鏈。A對T，GC連，配對時，用氫鍵(AT2，GC3)十堿基，轉(zhuǎn)一圈，螺距34點中間。堿基力和氫鍵，維持螺旋結(jié)構(gòu)堅。PS:AT2，GC3：指AT之間二個氫鍵，GC間三個.螺距34點中間即3.4。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)記憶歌訣①堿基堆積力形成疏水環(huán)境（主要因素）。②堿基配對的氫鍵。GC含量越多，越穩(wěn)定。③磷酸基上的負電荷與介質(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電荷間的斥力，有助于DNA穩(wěn)定。④堿基處于雙螺旋內(nèi)部

6、的疏水環(huán)境中，可免受水溶性活性小分子的攻擊。穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素類型結(jié)晶狀態(tài)螺距堿基距離每圈旋轉(zhuǎn)(nm)(nm)bp數(shù)方向A相對濕度75%2.30.25511右手DNA鈉鹽B相對濕度92%3.40.3410右手DNA鈉鹽C相對濕度66%3.10.3329.3右手DNA鋰鹽Zd(GCGCGC)4.50.3712左手三、DNA二級結(jié)構(gòu)的其他類型DNA單鍵可以旋轉(zhuǎn)，所以DNA會呈現(xiàn)不同二級結(jié)構(gòu)類型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNADNA的其他結(jié)構(gòu)類型二重對稱

7、結(jié)構(gòu)：一條鏈堿基序列的正讀與另一條鏈堿基序列的反讀相同。（回文順序）2.鏡像重復此重復序列可能形成三螺旋DNA結(jié)構(gòu)。三螺旋結(jié)構(gòu)可以阻止DNA的體外合成。3.四鏈結(jié)構(gòu)由串聯(lián)重復的鳥苷酸鏈構(gòu)成。4條主鏈平行排列。（一）定義DNA雙螺旋通過扭曲和折疊所形成的特定構(gòu)象。包括：不同二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用單鏈與二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用DNA的拓撲特征超螺旋是DNA三級結(jié)構(gòu)的主要形式。第四節(jié)DNA的高級結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。超螺旋DNA結(jié)構(gòu)致密，增加了其穩(wěn)

8、定性。正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同,可增加螺旋圈數(shù)。DNA復制時，可在拓撲異構(gòu)酶的作用下消除正超螺旋的扭曲張力。負超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反，可減少螺旋圈數(shù)。解開負超螺旋，雙螺旋部分區(qū)域會形成單鏈區(qū)。生物體內(nèi)以負超螺旋存在意義DNA超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓撲學變化及其調(diào)控對于DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用。（二）環(huán)狀DNA的三種典型構(gòu)象（1）、松弛環(huán)形DNA（開環(huán)DNA)超螺旋DNA的一條鏈斷