分子生物学第三章-核酸的结构与功能.ppt

3.1细胞内的遗传物质
3.2核酸的化学组成与共价结构
3.3DNA的二级结构
3.4DNA的高级结构
3.5真核生物的染色体及其组装
3.6RNA的结构与功能
3.7核酸的变性、复性与分子杂交DNA的发现
在人们认识核酸的过程中，Griffith于1928年发现的“转化”现象具有重要作用。在那个著名的实验中，老鼠被肺炎双球菌感染肺炎后死亡。这种病菌的毒性来源于其表面的胶囊状多糖，因为它能使病菌免于被被感染细胞分解。不同类型（I、II、III）的肺炎双球菌具有不同的胶囊多糖，但所有的有毒病菌的胶囊多糖的表面都是平滑型（S型）。
每个S型肺炎病菌都可能会发生某种变化而生成一种表面粗糙型（R型）病菌（由位于S型病毒胶囊多糖层下的物质组成），这种病菌由于无法合成毒性多糖而不再具有毒性；在用R型病毒感染老鼠的实验中，由于被老鼠体内的抗体破坏而不会使老鼠致病。
对S型病菌进行热处理后，它们就不再具有毒性。但是一旦将这种热处理后的、无活性的病菌和R型病菌混合就会重新产生毒性。图1.2表明如果将两种无毒的病菌的混合物植入动物体内，就能使动物感染肺炎并死亡。而在病死的老鼠身上我们能检验到S型病菌的存在。
在这个实验所用的病菌中，无活性的S型病菌是III型的，活的R型病菌是从II型中提取的，而在死鼠身上检验到的有毒病菌的外壳与III型一样。这说明无活性的S型病菌的一部分物质促使活的R型病菌转化为S型病菌，因而能够合成胶囊多糖具有了毒性。已死亡的病菌中的参与转化的那一部分物质称之为转化物。借助细胞分离机制、技术的发展，我们能够从无活性的S型病菌中将转移物提取出来的直接加入到R型病菌中去。在1944年Avery和他的同事们一系列著名的实验表明转移物的化学组成实际上就是脱氧核糖核酸（DNA）。
DNA的发现其意义是巨大深远的：虽然很久以前人们就认识到DNA是真核生物染色体的重要组成部分，但并不认为DNA也存在于肺炎球菌属的细菌中，这一发现表明原核生物的遗传物质也是DNA，同时也统一了人们在对细菌以及其它高级别生物体的遗传上的认识。
对于实验的结果在原文中这样分析到：“从化学、物理性质上分析，诱导物可能就是一种具有高聚合性和粘性的DNA。从另一个方面来看，III性的毒性多糖主要含无氮多糖，其合成受诱导物激发......如此我们就可以证明诱导物及其依次的产物在化学性质和生理作用上是截然不同的，专一的，而且在决定它们所控制的细胞部分的类型上是不可缺少的。”
这一段分析介绍了遗传物质与其表达产物的区别，也为后来的研究奠定了重要的理论基础。
RNA也是遗传物质核酸的化学组成与共价结构BASESNitrogenousbases在核苷酸分子中，戊糖的β半缩醛羟基与碱基中的氢失水缩合成N-糖苷键而形成核苷，核苷的5′-位羟基与磷酸通过酯键形成5′-核苷酸，不同的核苷酸用碱基第一个字母来命名。嘌呤和嘧啶都是含氮杂环化合物，具有弱碱性，难溶于中性水溶液。另一个特点是碱基的环氮及所含的官能团能成为氢键的供体或受体。Adenosine,guanosine,cytidine,thymidine,uridineNucleotides多核苷酸链PhosphodiesterbondsDNA双螺旋模型的诞生（2）1951年Pauling&Corey运用化学的
定律来推理，而不做具体的实验，
建立了蛋白质的α-螺旋模型；
（3）晶体学者[美]J.Donoh&Chargaff
的指点。
（4）R.Franklin&Wilkins在1952年底拍
得了DNA结晶X衍射照片。1951年，Pauling提出了蛋白质的α-螺旋结构。1952年，Wilkins和Franklin用高度定向的DNA纤维作出高质量的X-光衍射照片1953年，Watson和Crick提出DNA的反向平行双螺旋模型1962年，Wilkins、Watson和Crick共获诺贝尔化学奖。DNA的双螺旋结构Watson和Crick根据前人的工作，发挥天才的想象，提出了DNA双螺旋模型，其特征为：4、双螺旋中，碱基之间具有严格的配对关系，A与T配对形成二个氢键，G与C配对形成三个氢键。DNAdoublehelixBasepairingviahydrogenbondsDoublehelix
Bform:
Right-handed
10basepairs/turn
34Å/turn
Diameter:ca.20Å

Otherforms:
A:11bases/turn,baseplate20°slant
Z:12bases/turn,left-handedhelical,onegrooveDNA双螺旋结构的多态性2、Z-DNA反向重复序列十字架结构DNA三股螺旋构型称为H-DNA，它是双螺旋DNA分子中一条链的某一节段，通过链的折叠与