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文档简介
DNA的结构与功能DNA的结构与功能DNA的结构与功能1DNA的结构与功能5/9/20242DNA的结构
1.DNA的一级结构
2.DNA的二级结构
3.DNA的三级结构4.真核生物DNA的三级结构
5.DNA的性质2DNA的结构与功能5/9/2024DNA的一级结构3•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。
一级结构的走向规定为5´→3´。5´3´3DNA的结构与功能5/9/2024DNA一级结构的表示法45´3´结构式5´3´
p
p
p
pOH3´ACTG1´线条式5´
ACTGCATAGCTCGA3´字母式4DNA的结构与功能5/9/2024DNA一级结构的基本特点51、双链反向平行配对而成2、脱氧核糖和磷酸交替连接,构成DNA骨架,碱基排在内侧3、内侧碱基通过氢键互补形成碱基对(A:T,C:G)4、DNA在碱性条件下稳定性强,不断裂。pH=11.5时仍稳定,而RNA易被碱水解5DNA的结构与功能5/9/20242.DNA的二级结构61953沃森和克里克根据DNA纤维X射线晶体衍射图,提出了DNA分子结构的双螺旋模型。FrancisCrickandJamesWatson(获1962年诺贝尔生理学医学奖)6DNA的结构与功能5/9/2024DNA双螺旋的基本特征7
两条链反向平行,围绕同一中心轴构成右手双螺旋。
相临碱基对间距离为0.34nm,每周螺距为3.4nm(10bp),d为2nm。
双螺旋有两种不同的沟(大沟和小沟)。大沟携带分子可识别信息,是蛋白质识别DNA碱基序列产生相互作用的基础。7DNA的结构与功能5/9/2024DNA双螺旋结构稳定因素81.碱基对间的氢键2.碱基堆积力(1)相邻碱基对间的范德华力(2)碱基对间的疏水作用力3.磷酸基上负电荷被胞内组蛋白或正离子中和,降低静电张力8DNA的结构与功能5/9/2024DNA双螺旋类型9A-DNA20
0.26
2.6
11右B-DNA60.34
2.0
10右Z-DNA7
0.371.812左双螺旋碱基倾角/(。)碱基间距/nm螺旋直径/nm每轮碱基数螺旋方向9DNA的结构与功能5/9/20243.DNA三级结构10DNA在细胞内以双螺旋为基础进一步旋转折叠成超螺旋结构。超螺旋正超螺旋负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相同盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
DNA超螺旋结构10DNA的结构与功能5/9/202411DNA超螺旋是由DNA拓扑异构酶(拓扑异构酶Ⅱ)产生的。环状DNA分子常以超螺旋结构存在,并以负超螺旋为主,有利于转录的起始。11DNA的结构与功能5/9/20244.真核生物DNA的三级结构12
真核生物DNA与蛋白质形成非常致密的复合物存在于细胞核内,基本结构式核小体。核小体DNA组蛋白H2A、H2B、H3、H4:八聚体核心组蛋白H1:连接区12DNA的结构与功能5/9/2024核小体的结构13DNA的结构与功能5/9/2024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)--人的染色体压缩8000-10000DNA(2nm)14DNA的结构与功能5/9/2024核小体盘绕及染色体示意图1515DNA的结构与功能5/9/2024DNA的性质16
DNA的变性
定义:某些理化因素会导致DNA双链互补碱基之间的氢键发生断裂,使双链DNA解离为单链。只改变DNA的二级结构,不改变它的核苷酸序列。
变性因素:过量酸、碱,加热,离子强度改变等。
变性后理化性质的主要改变:粘度下降比旋光度下降OD260增色(增色效应)16DNA的结构与功能5/9/202417DNA变性的本质是双链间氢键的断裂17DNA的结构与功能5/9/202418
DNA的增色效应—DNA变性时其溶液OD260值增高18DNA的结构与功能5/9/202419
解链曲线(meltingcurve)
解链温度(溶解温度,Tm)在解链过程中,UV吸收值的变化达到最大变化值一半时对应的温度,此温度时,50%DNA双链打开。
Tm值与DNA均一性和长短、碱基GC含量、溶液离子强度、相关,GC含量越高,Tm值越高。19DNA的结构与功能5/9/202420
Tm值的计算及应用Tm=69.3+0.41×(G+C)/(G+C+A+T)×100%小于20bp的寡核苷酸片段Tm=4(G+C)+2(A+T)PCR退火温度比Tm值低4~6℃20DNA的结构与功能5/9/202421
DNA的复性
定义:DNA回复成双链结构,称为复性。
影响复性的因素:样品的性质、DNA片段的大小、DNA浓度、温度、离子强度等。
复性后理化性质的改变:粘度增大;比旋光度变大;OD260下降(低色效应)21DNA
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