Chapter 2 Structure and Properties of Nucleic Acid.ppt

Contents
2.1细胞的遗传物质
2.2核酸的化学组成与共价结构
2.3DNA的二级结构
2.4DNA的超螺旋结构
2.5真核生物的染色体及其组装
2.6RNA的结构和功能
2.7核酸的性质
2.8研究核酸的常用方法第一节细胞的遗传物质3.In1928,FrederickGriffith：细菌的转化实验粗糙型（R）肺炎双球菌不会导致小鼠死亡加热杀死S型，小鼠不会死亡将R型和加热杀死的S型混合后注射小鼠，小鼠死亡。结果分析：
R型在转化过程中从杀死的S型获得了基因（遗传物质）4、DNA是转化物质
In1944,OswaldAvery
（1）将S型杀死后分别提取多糖、脂类、RNA、蛋白质、DNA等分别加入R菌中，仅加入DNA的发生了转化
（2）向提取液加入胰蛋白酶或糜蛋白酶，转化可发生
（3）向提取液加入DNA酶，转化不能发生（4）直接的理化分析
超速离心（Ultracentrifugation）
转化的物质沉降的速度快
电泳（Electrophoresis）
转化物质移动的速度快
紫外吸收
转化物质在260nm波长处有最大吸收峰
基本化学分析：
N/P比为1.67
结论：DNA是转化物质1950年，Chargaff
DNA并不是四核苷酸的简单重复，DNA碱基组成在不同物种之间不同。
Hotchkiss将转化物质纯化到只含0.02%的蛋白质，转化仍可发生。5、噬菌体侵染实验：1952年,HersheyandChase二、RNA也是遗传物质
In1957,HeinzFraenkel-ConratandB.Singer：
烟草花叶病毒重建实验小结：
基因由核酸组成，通常是DNA。
一些简单的遗传系统（如病毒）是RNA。作为遗传物质的DNA具有以下特性：
贮存并表达遗传信息
能把遗传信息传递给子代
物理和化学性质稳定
有遗传变异的能力第二节核酸的化学组成与共价结构（一）碱基（Bases）：嘧啶碱和嘌呤碱（二）核苷（Nucleosides）
糖与碱基之间以糖苷键相连
核糖核苷
脱氧核糖核苷（三）核苷酸（Nucleotides）二、核酸的共价结构
（一）DNA的一级结构DNA分子中的核苷酸序列
3’，5’-磷酸二酯键
5’-末端:自由的磷酸基团
3’-末端:自由的羟基（二）RNA的一级结构
无分支的多聚核糖核苷酸链
4种核糖核苷酸：A、G、U、C
核苷酸中的戊糖为核糖第三节DNA的二级结构二、双螺旋模型的特征
1、主链：
（1）DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成
（2）两条主链围绕同一中心轴相互缠绕，形成双螺旋，螺旋方向为右手螺旋（3）糖--磷酸主链位于双螺旋的外侧，碱基位于双螺旋的内侧；
（4）碱基对平面与螺旋轴垂直2、碱基配对3、螺旋参数：
（1）每一圈螺旋含10个碱基对
（2）双螺旋螺距为3.4nm，上下相邻碱基的垂直距离为0.34nm，交角为36°
（3）螺旋直径为2nm4、大沟和小沟
大沟：宽1.2nm，深0.85nm，
小沟：宽0.6nm，深0.75nm
三、维持DNA双螺旋的作用力
1、氢键（Hydrogenbonding）
2、碱基堆积力：
堆积碱基间的疏水作用
3、其他作用因素：
（1）范德华力；
（2）磷酸基的负电荷斥力四、DNA双螺旋的多种形式
B-DNA:Watson-Crick模型
A-DNA:在较低的湿度下形成；RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有A-DNA这种结构Z-DNA:左手螺旋的双螺旋DNA，其糖-磷酸骨架呈Z字形小结五、十字形结构
由反向重复（回文序列）DNA形成
较长的回文结构(单链），可形成茎环结构(发夹结构)较长的回文结构，可形成十字形结构六、三股螺旋DNA（TriplehelixDNA）
1、类型：
分子内的DNA三螺旋结构（H-DNA）
分子间的三螺旋结构
平行的三螺旋结构2、氢键
原来的双螺旋：Watson-Crick氢键
第三股链与双螺旋之一：Hoogsteen氢键Watson-Crick配对Hoogsteen氢键七、四链DNA
端粒DNA：G四链体结构一、超螺旋DNA（SuperhelixDNA）
1、定义：
DNA双螺旋自身盘绕而形成的空间结构2.功能：
（1）超螺旋DNA具有更为致密的结构，可以将很长的DNA分子压缩到染色体中
（2）对DNA的稳定性具有十分重要的意义3.正超螺旋和负超螺旋
负超螺旋（negativesupercoil）
盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
(2)正超螺旋（positivesupercoil）:
盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
4.超螺旋的定量描述
White方程：L=T+W
（1）连结数（linkingnumber,L）
DNA闭环前两条链交叉的次数
（2）扭转数（twistingnumber,T）
DNA分子中的Watson-Cric