DNA的结构与功能

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