PPT《第一章 核酸的结构与功能》

第三节 DNA的分子结构

一、 DNA 一级结构

二、 DNA的二级结构

三、 DNA的三级结构 DNA 的一级结构 ? DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式(3?-5?磷酸二酯键)和排列顺序叫做DNA的一级结构,简称为碱基序列.一级结构的走向的规定为5?→3?.不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序,因此携带有不同的遗传信息. ? 一级结构的表示法 结构式,线条式,字母式 ? 一级结构测定 5? 3? DNA、RNA的一级结构 DNA一级结构 5? 3? OH OH OH 5? 3? RNA一级结构 DNA一级结构的表示法 5? 3? 结构式 5? 3? p p p p OH 3? A C T G 1? 线条式 5? ACTGCATAGCTCGA 3? 字母式 DNA酶法序列分析的原理 酶反应 电泳方向 模板 CCGGTAGCAACT 3? 5? GG 5? 3? 引物 dATPdCTPdGTPdTTP +ddATP dATPdCTPdGTPdTTP +ddTTP dATPdCTPdGTPdTTP +ddGTP dATPdCTPdGTPdTTP +ddCTP GGCCA GGCCATCGTTGA GGC GGCC GGCCATC GGCCATCGTTG GGCCATCG GGCCAT GGCCATCGT GGCCATCGTT A C G T AGTTGCTACC 3? 5? TCAACGATGG 5? 3? 读出模板互补序列 读出模板序列 DNA的二级结构 (1) DNA的双螺旋结构(Watson-Crick模型)DNA双螺旋结构特征及意义(2) DNA双螺旋的多态性(3)某些其它DNA螺旋结构 DNA回文结构 、 三股螺旋 DNA的双螺旋结构的形成 5? 3? 5? 3? 5? 3? 5? 3? 磷酸 核糖 碱基 T-A碱基对 C-G碱基对 DNA的双螺旋模型特点 ? 两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成. ?磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,作为可变成分的碱基位于内侧,链间碱基按A―T,G―C配对(碱基配对原则,Chargaff定律) ?螺旋直径2nm,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对(base pair, bp)重复一次,间隔为3.4nm ? 氢键 ?碱基堆集力 ?磷酸基上负电荷被胞内组蛋白或正离子中和?碱基处于疏水环境中 DNA的双螺旋结构稳定因素 DNA的双螺旋结构的意义 该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征,最有价值的是确认了碱基配对原则,这是是DNA复制、转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表达的分子基础.该模型的提出是本世纪生命科学的重大突破之一,它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石. DNA双螺旋的不同构象 三种DNA双螺旋构象比较 A-DNA Z-DNA B-DNA A B Z 外型 粗短 适中 细长 螺旋方向 右手 右手 左手 螺旋直径 2.55nm 2.37nm 1.84nm 碱基直升 0.23nm 0.34nm 0.38nm 碱基夹角 32.70 34.60 60.00 每圈碱基数

11 10.4

12 轴心与碱基对关系 2.46nm 3.32nm 4.56nm 碱基倾角

190 10

90 糖苷键构象 反式 反式 C、T反式,G顺式 大沟 很窄很深 很宽较深 平坦 小沟 很宽、浅窄、深 较窄很深 DNA双螺旋构象的类型 A-DNA Z-DNA B-DNA DNA回文序列及几种结构形式 回文序列 发夹式结构 十字形结构 中心区域 DNA二级结构的多样性 DNA分子中十字形结构的形成 富于AT 富于AT Holliday结构 Southern印迹法 DNA分子 限制片段 限制性酶切割 琼脂糖电泳 转移至硝酸纤维素膜上 与放射性标记DNA探针杂交 放射自显影 带有DNA片段的凝胶 凝胶 滤膜 用缓冲液转移DNA 吸附有DNA片段的膜 DNA三链间的碱基配对 DNA分子内的三链结构 多聚嘌呤 多聚嘧啶 DNA分子间的三链结构 DNA的三级结构 在细胞内,由于DNA分子与其它分子(主要是蛋白质)的相互作用,使DNA双螺旋进一步扭曲形成的高级结构. 实例:超螺旋 染色体( chromosome)病毒(virus) DNA超螺旋结构的形成 核小体盘绕及染色质示意图 组蛋白与DNA的结合 真核生物染色体DNA组装不同层次的结构 DNA (2nm) 核小体链( 11nm,每个核小体200bp) 纤丝( 30nm,每圈6个核小体) 突环( 150nm,每个突环大约75000bp) 玫瑰花结( 300nm ,6个突环) 螺旋圈( 700nm,每圈30个玫瑰花) 染色体( 1400nm,每个染色体含10个玫瑰花200bp) 噬菌体T2结构 头部 颈圈 尾部 基板 尾丝 尖钉 DNA 动物病毒切面模式图 被膜(脂蛋白、碳水化合物) 衣壳(蛋白质) 核酸 突起(糖蛋白) 病毒粒 (DNA或RNA)