《DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、第三章遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)DNA的結(jié)構(gòu)?一級結(jié)構(gòu)?二級結(jié)構(gòu)?三級結(jié)構(gòu)DNA的一級結(jié)構(gòu)DNA的一級結(jié)構(gòu)是指DNA分子中核苷酸的排列順序，DNA順序（或序列）是這一概念的簡稱。DNA是巨大的生物高分子，如人的DNA就包含了3x10９堿基對。DNA二級結(jié)構(gòu)是兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu).分兩大類:右手螺旋:A-DNA,B-DNA,C-DNA左手螺旋:Z-DNADNA的二級結(jié)構(gòu)Watson和Crick所推導(dǎo)出來的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在生物學(xué)研究中有深遠(yuǎn)意義。他們是以在生理鹽溶液中抽出的DNA纖維在

2、92％相對溫度下進(jìn)行X－射線衍射圖譜為依據(jù)進(jìn)行推設(shè)的。在這一條件下得出的DNA稱B構(gòu)型。這是細(xì)胞和水溶液中天然DNA狀態(tài)。右手DNA雙螺旋之一——B構(gòu)型B-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)*1.兩條鏈以一共同軸為中心，盤繞成右手螺旋結(jié)構(gòu)。2.螺旋直徑為2nm。3.親水的脫氧核糖核磷酸構(gòu)成的主鏈在螺旋的外側(cè)，堿基處于螺旋內(nèi)部。4.脫氧核糖與磷酸交替排列構(gòu)成了DNA主鏈。兩條DNA鏈成反向平行排列，即兩條鏈的5’、3’排列方向正好相反。5.相鄰2個(gè)堿基相距0.34nm6.堿基是個(gè)平面環(huán)分子，在雙螺旋中，堿基平面垂直

3、于螺旋軸。7.DNA的兩條鏈通過堿基配對。A與T之間形成2個(gè)氫鍵，C與G之間形成3個(gè)氫鍵。8.每10個(gè)堿基對旋轉(zhuǎn)1圈，因此雙螺旋的螺距為3.4nm。9.由于旋轉(zhuǎn)一圈（10個(gè)堿對基）是360度，相鄰的2個(gè)堿基正好相差36度。10.鏈間形成螺旋形的凹槽：大溝和小溝。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。維持DNA雙螺旋穩(wěn)定的力堿基堆積力H鍵鹽鍵（離子鍵）右手DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之二——A構(gòu)型*螺旋緊密，每11個(gè)堿基旋轉(zhuǎn)1圈；大溝變窄，小溝變寬。A-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大溝小溝是DNA行使

4、功能時(shí)蛋白質(zhì)的識別位點(diǎn)。B型DNA轉(zhuǎn)變?yōu)锳型DNA，蛋白質(zhì)對DNA的識別也發(fā)生了相應(yīng)的變化;A-DNA構(gòu)象(與轉(zhuǎn)錄狀態(tài)有關(guān))對基因表達(dá)有重要意義。A-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義右手螺旋DNA:1.B-DNA:A-T豐富的DNA片段2.A-DNA(對基因表達(dá)有重要意義）a.DNA-RNA(處于轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的DNA)b.RNA-RNA(dsRNA)左手螺旋——Z-DNAWang和Rich等人在研究人工合成的CGCGCG單晶的X－射線衍射圖譜時(shí)分別發(fā)現(xiàn)左手雙螺旋結(jié)構(gòu)，在主鏈中各個(gè)磷酸根呈鋸齒狀排列，有如“之”

5、字形一樣，因此叫它Z構(gòu)象（英文字Zigzag的第一個(gè)字母）。1：左手螺旋，每12個(gè)堿基旋轉(zhuǎn)1圈，較A-DNA擰緊。2：Z-DNA只有一個(gè)螺旋溝，它相當(dāng)于B構(gòu)象中的小溝，它狹而深大溝則不復(fù)存在，只有淺溝，堿基不位于雙鏈中央。3：Z-DNA幾乎不存在易被蛋白質(zhì)識別的溝，憑借鏈外圍的堿基與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生識別。Z-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)*DNA螺旋上溝的特征在其信息表達(dá)過程中起關(guān)鍵作用。調(diào)控蛋白都是通過其分子上特定的氨基酸側(cè)鏈與DNA雙螺旋溝中的堿基對一側(cè)的氫原子供體或受體相互作用，形成氫鍵從而識別DNA上

6、的遺傳信息的。大溝所帶的遺傳信息比小溝多。溝的寬窄和深淺也直接影響到調(diào)控蛋白質(zhì)對DNA信息的識別。Z－DNA中大溝消失，小溝狹而深，使調(diào)探蛋白識別方式也發(fā)生變化。這些都暗示Z構(gòu)型的存在不僅僅是由于DNA中出現(xiàn)嘌呤－啶嘧交替排列之結(jié)果，也是在漫漫的進(jìn)化長河中對DNA序列與結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整與篩選的結(jié)果，可以影響(抑制或激活)轉(zhuǎn)錄酶與模板結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。Z-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義Z-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義現(xiàn)在已經(jīng)有證據(jù)說明Z-DNA存在于天然DNA中。Z-DNA在天然DNA中存在表明它應(yīng)有自己獨(dú)特的

7、功能。已有一些證據(jù)表明Z-DNA的存在與基因表達(dá)調(diào)控有關(guān)。DNA高級結(jié)構(gòu)原核生物一般只有一個(gè)染色體即一個(gè)核酸分子，大多數(shù)為雙螺旋結(jié)構(gòu)，少數(shù)以單鏈形式存在，這些核酸分子多數(shù)為環(huán)狀，超螺旋結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)的主要形式，是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)一步扭曲盤旋形成。少數(shù)為線狀分子。超螺旋的生物學(xué)意義1、超螺旋比松弛型DNA更緊密，使DNA體積變小，得以包裝在細(xì)胞核內(nèi)。2、超螺旋能影響雙鏈的解鏈程度，從而影響DNA與其他分子的相互作用。轉(zhuǎn)錄時(shí),RNA-Polymerase對于超螺旋DNA結(jié)合活性高，結(jié)合速率和穩(wěn)定性大大

8、提高，復(fù)制時(shí),促進(jìn)解鏈。染色質(zhì)與染色體—真核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)在細(xì)胞周期的分裂間期，DNA以松散的染色質(zhì)形式存在于核中。非分裂期的細(xì)胞核經(jīng)過低滲處理，溶脹釋放出染色質(zhì)，呈纖維串珠狀的長絲。包括DNA雙螺旋長臂及部分蛋白質(zhì)。謝謝！