DNA的分子结构

1,DNA的分子结构,核苷酸的结构,核苷酸,核苷酸的结构,1、 戊 糖,核苷酸的结构,2、碱 基,RNA中的4种碱基 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶,DNA中的4种碱基 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶,核苷酸的结构,6-氨基嘌呤,2-氨基-6-氧嘌呤,腺嘌呤,鸟嘌呤,核苷酸的结构,2-氧-4-氨基嘧啶,2,4-二氧嘧啶,5-甲基-2,4-二氧嘧啶,胞嘧啶,胸腺嘧啶,尿嘧啶,核苷酸的结构,3、磷 酸,核苷酸的结构,核 苷,戊糖第1位碳原子上的羟基与嘌呤的第9位氮原子或与嘧啶的第1位氮原子形成的b型N-C糖苷键。,核苷酸的结构,1,2,2,稀有核苷酸,核苷酸的衍生物,核苷酸除了作为核酸的基本结构单元外，它们在机体中还行使着许多重要的生理功能。,能量分子：ATP、GTP第二信使：cAMP辅酶：FAD、NADH、CoA,DNA分子上核苷酸（碱基）的排列顺序，四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接起来的多核苷酸链。,一. DNA的一级结构,1. 核苷酸之间的连结方式,一. DNA的一级结构,无分枝的长链。,2. 多聚脱氧核苷酸链的结构,由糖-磷酸相互间隔连接，构成主链；碱基连接在主链的核糖上，形成侧链。,具有方向性。两个末端分别为5端和3端。,在天然DNA中，5端常为磷酸，3端为游离羟基。,一. DNA的一级结构,DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构。 DNA的双螺旋模型是由Watson和Crick两位科学家于1953年提出的。,（一）二级结构的概念,二. DNA的二级结构,6,(三) 双螺旋结构模型的基本特征,1. 反向平行 的双链沿中心轴盘绕成右手螺旋。,二. DNA的二级结构,10,(三) 双螺旋结构模型的基本特征,1. 反向平行 的双链沿中心轴盘绕成右手螺旋。,二. DNA的二级结构,2. 双螺旋表面形成两种凹槽：较浅的叫小沟，另一条叫大沟。,3. 由糖-磷酸相互间隔连接构成的主链处于螺旋外侧；碱基则伸向螺旋内部，与中轴垂直。,4. 双螺旋内部的碱基按规则配对：A与T配对，形成2个氢键；G与C配对，形成3个氢键 (见下图)，称为碱基互补配对，双螺旋的两条链则呈互补关系。,二. DNA的二级结构,(三) 双螺旋结构模型的基本特征,二. DNA的二级结构,5. 双螺旋直径为2nm，每对脱氧核苷酸残基沿纵轴旋转36，上升0.34nm。所以每10个碱基对形成一个螺旋，螺距3.4nm。,二. DNA的二级结构,(三) 双螺旋结构模型的基本特征,13,（四）维持双螺旋结构稳定性的力,互补碱基之间的氢键,碱基堆集力：碱基堆集成非极性的区域，相互间产生疏水作用和范德华力,离子键,二、DNA的二级结构,（五） DNA双螺旋构象的多态性,二. DNA的二级结构, 在生理状态及在溶液中，DNA一般为B型，即Watson & Crick 提出的模型。 当水合的DNA脱水时，转变为A型。 还有Z型的DNA 。首先在富含GC的DNA短片段中发现，后来证明天然DNA中也有。,类型A-DNAB-DNAZ-DNA 旋转方向右右左 螺旋直径2.32.01.8 螺距2.83.44.5 bp/转111012碱基对间距0.2550.340.37 碱基倾角2007,1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三级结构,双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构主要指超螺旋结构,1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三级结构,正常的螺旋处于能量最低状态，螺旋中没有张力而处于松弛状态。,如果额外增加或减少螺旋圈数，就会使螺旋内部产生张力，导致其扭曲而形成超螺旋。,1. DNA超螺旋的概述,与DNA双螺旋内部缠绕方向的相反向扭转，松解扭曲压力，二级结构处于松缠状态。,与DNA双螺旋内部缠绕相同的方向扭转， 二级结构处于紧缠状态。,三. DNA的三级结构,正超螺旋,负超螺旋,2. DNA超螺旋的特点,1）环状DNA分子 双螺旋扭曲而形成麻花状的超螺旋结构。,2）线状DNA分子 双螺旋与蛋白质结合后扭曲盘绕而形成螺旋的超螺旋结