第二章第二节DNA结构课件

1、l一、一、DNA 的的 一一 级级 结结 构构(DNA sequence) l（一）概念：（一）概念：l DNA的一级结构是指的一级结构是指DNA分子中核苷酸分子中核苷酸的排列顺序，简称的排列顺序，简称DNA顺序（或序列）顺序（或序列）l由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同，故由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同，故可称为碱基顺序。可称为碱基顺序。1 1、 多聚核苷酸链多聚核苷酸链 主链是核糖和磷酸主链是核糖和磷酸 侧链为碱基侧链为碱基由由3,53,5磷酸二酯键磷酸二酯键连接连接2 2、 链的方向：链的方向：553（二）一级结构特点（二）一级结构特点35线条式线条式5 ACTGCATAGCTC

2、GA 3 字母式字母式lDNA的一级结构实质上就是（的一级结构实质上就是（ A ）：）：lADNA分子中的碱基排列顺序分子中的碱基排列顺序 BDNA分子中的碱基配对关系分子中的碱基配对关系CDNA分子中的各碱基所占的比例分子中的各碱基所占的比例 DDNA分于的双螺旋结构分于的双螺旋结构EDNA分子中的碱基种类分子中的碱基种类l写出下列重要生物化学发现的科学家的写出下列重要生物化学发现的科学家的名字名字lThe Double Helix of DNA(1953)l答案：Watson Crick* 1953.1953.提出提出 Francis CrickFrancis Crick和和James W

3、atsonJames Watson右手右手 B- DNA Double helix ModelB- DNA Double helix Model l英汉互译 l8、DNA双螺旋结构模型l Double Helix Model of DNA Structure l1、 Chatgaff对不同来源的对不同来源的DNA进行了碱基定进行了碱基定量分析量分析, 发现碱基组成的一些共同规律。发现碱基组成的一些共同规律。 A=T和和C=G；所以；所以A+G= T +C 不同物种组织不同物种组织DNA的的A+T/G+C比值的不同比值的不同, 但但同种生物的不同组织同种生物的不同组织DNA碱基组成相同。碱基组成

4、相同。不对称比率（不对称比率（dissymmetry ratio）：）：不同生物的碱基组成有很大的差异，这可不同生物的碱基组成有很大的差异，这可用不对称比率（用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。）表示。罗莎琳德罗莎琳德富兰克林富兰克林 （1921192119581958）2、 Wilkins及其同事及其同事Franklin等用等用X射线衍射方法获得射线衍射方法获得的的DNA结构资料。结构资料。Watson和和Crick的著名论文全的著名论文全文文l下列关于下列关于DNA碱基组成的叙述正确的是：碱基组成的叙述正确的是：AA与与C的含量相等的含量相等BA+TG+CC生物体生物体DNA的碱基组成

5、随着年龄的变的碱基组成随着年龄的变化而改变化而改变D不同生物来源的不同生物来源的DNA碱基组成不同碱基组成不同E同一生物，不同组织的同一生物，不同组织的DNA碱基组成碱基组成不同不同答案：答案：D对一双链对一双链DNA而言，若一条链中（而言，若一条链中（A+G）/（T+C）= 0.7，则：，则：（1）互补链中（）互补链中（A+G）/（T+C）= 10:7（2）在整个）在整个DNA分子中（分子中（A+G）/（T+C）= 1 1若一条链中（若一条链中（A+ T）/（G +C）= 0.7，则，则l（1 1）互补链中（）互补链中（A+ T）/（G +C）= 0.70.7（2）在整个）在整个DNA分子中

6、（分子中（A+ T）/（G +C）= 0.70.7l叙述DNA双螺旋结构的特点l3、B-DNA双螺旋结构每圈包含 （10 ）个碱基对，其高度为（ 3.4） nm.两条反向平行的多聚核苷两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成。右旋相互盘绕而形成。1. 1. 主链主链磷酸和脱氧核糖单位作为磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧，不变的骨架组成位于外侧，作为可变成分的碱基位于作为可变成分的碱基位于内侧，内侧，链间碱基按链间碱基按AT，GC配对，配对，碱基平面垂直于螺旋轴。碱基平面垂直于螺旋轴。2. 2. 碱基对碱基对螺旋直径螺旋直径2nm 3.结构

7、参数结构参数螺距螺距3.4nm（任一条链绕（任一条链绕轴一周所升降的距离）轴一周所升降的距离）螺旋周期包含螺旋周期包含10对碱基对碱基相邻碱基对平面间距为相邻碱基对平面间距为0.34nm螺旋转角是螺旋转角是36度度Twist 36l3、在以下片段中，（、在以下片段中，（ D）能与核酸片段）能与核酸片段pACAGA互补。互补。A、pACAGA lB、pAGACA lC、PtgtctlD、pTCTGT lE、PugucuMinor GrooveMajor Groove在双螺旋结构上有两个在双螺旋结构上有两个螺行凹沟螺行凹沟一条较深，称为大沟；一条较深，称为大沟；一条较浅，称为小沟。一条较浅，称为小

8、沟。l大肠杆菌染色体的分子量大约是大肠杆菌染色体的分子量大约是2.5x 1000000000Da，核苷酸的平均分子量是，核苷酸的平均分子量是330Da。邻近核苷酸对之间的距离是。邻近核苷酸对之间的距离是0.34nm；双螺旋每一转的高度；双螺旋每一转的高度(即螺距即螺距)是是3.4nm， (1) 该分子有多长该分子有多长 (2) 该该DNA有多少转有多少转? l答案答案: (1)2.5x 1000000000/330/2/0.34l(2) 2.5x 1000000000/330/2/0.34/3.4l下列关于核酸结构的叙述，错误的是下列关于核酸结构的叙述，错误的是A双螺旋表面有一条大沟和一条小沟

9、双螺旋表面有一条大沟和一条小沟B双螺旋结构中上下碱基之间存在碱基堆积力双螺旋结构中上下碱基之间存在碱基堆积力C碱基位于双螺旋内侧，碱基对形成一种近似平碱基位于双螺旋内侧，碱基对形成一种近似平面的环形结构面的环形结构D与与DNA相比，相比，RNA种类繁多，分子量相对较大种类繁多，分子量相对较大ERNA可形成局部双螺旋结构可形成局部双螺旋结构l答案答案DlDNA双螺旋结构中的碱基对不包括：双螺旋结构中的碱基对不包括：AA-T BC-G C. G-C D. T-A E. U-A答案答案El练习练习7：l下列关于下列关于DNA双螺旋模型的叙述，错误的是双螺旋模型的叙述，错误的是A是是DNA的二级结构的

10、二级结构 lB双股链相互平行、走向相反双股链相互平行、走向相反C碱基位于双螺旋外侧碱基位于双螺旋外侧 lD磷酸与脱氧核糖组成了双螺旋的骨架磷酸与脱氧核糖组成了双螺旋的骨架l答案答案Cl答案Bl10、Watson-Crick提出的提出的B-DNA双螺双螺旋结构的螺距为旋结构的螺距为_3.4nm_，相邻两个，相邻两个核苷酸之间的夹角为核苷酸之间的夹角为_36度度_。l21. 维持维持DNA双螺旋结构的作用力主要双螺旋结构的作用力主要有三种：一是互补碱基对之间的氢键有三种：一是互补碱基对之间的氢键（57），二是（堆积力），二是（堆积力58），三是磷酸），三是磷酸残基上的负电荷与介质中的阳离子之间残基

11、上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的（离子键形成的（离子键59）l（59）离子键l10. Z-DNA 是右手螺旋。（ 错 ）1、右手双螺旋：、右手双螺旋：l B-DNA：相对湿度为：相对湿度为92所得到的所得到的DNA钠盐纤维钠盐纤维l最常见的构象，生物体内天然状态最常见的构象，生物体内天然状态DNA几乎都以几乎都以B-DNA存在存在l生理条件下最稳定的结构生理条件下最稳定的结构 l A-DNA：相对湿度为：相对湿度为75所得到的所得到的DNA钠盐纤维钠盐纤维l如：如：l脱水条件下脱水条件下DNA双螺旋双螺旋l生理条件下的生理条件下的RNA双螺旋双螺旋lDNA-RNA杂合双螺旋杂合双螺旋 Z-

12、DNA左手双螺旋，左手双螺旋，在主链中各个磷在主链中各个磷酸根呈锯齿状排列，有如酸根呈锯齿状排列，有如“Z”字形一样，因此叫它字形一样，因此叫它Z构象构象（英文字（英文字Zigzag的第一个字的第一个字母）。母）。ABZHandednessBase Inclination大沟宽大沟宽小沟窄小沟窄小沟窄小沟窄大沟变深大沟变深小沟宽浅小沟宽浅大沟不存在大沟不存在小沟窄而深小沟窄而深lB型双螺旋是型双螺旋是DNA的普遍构型，而的普遍构型，而Z型则型则被确定为仅存在于某些低等真核细胞中。被确定为仅存在于某些低等真核细胞中。l错错 l 04复旦生化复旦生化l超螺旋超螺旋lDNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成

13、的特双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。定空间结构。l超螺旋结构是超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，高级结构的主要形式，可分为正超螺旋和负超螺旋两大类。可分为正超螺旋和负超螺旋两大类。B-DNA紧缠紧缠overwinding overwinding (右旋右旋) 正超螺旋（正超螺旋（positive supercoiled positive supercoiled ）导导致致左左手手超超螺螺旋旋B-DNA松缠松缠unwindingunwinding (左旋左旋) 负超螺旋（负超螺旋（Negative Supercoiled ）导导致致右右手手超超螺螺旋旋 双螺旋双螺旋DNA的松开导致形成负超螺旋，的松开导致形成负超螺旋，而