核酸的结构与功能-1(临床3班).ppt

* * * * * * * * * 在大多数情况下，核苷是由核糖或脱氧核糖的C1’β-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩合，故生成的化学键称为β,N糖苷键。 顺式构象：与单键两端相连的两个原子或基团在垂直于该键平面上的投影相互重叠（扭转角为0°）的构象。如1,3-丁二烯，若与单键相连的两个双键处于单键平面的同侧称作顺式构象，若处于两侧则称反式构象。 * * * * * * * * * * * * * ?拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支，研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓连续变形，形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形，但不许割断和粘合)； * * * * * * * 生物必须是通过基因遗传的手段来不断增加后代的基因组合体组织数量，使后代一代比一代强并不断地进化。生物进化得越高级，其物种基因组合体组织的积累数量就越多，后代可复制的各项生存功能细胞组织就越多，物种进化的速度就越快。生物的体积就会越来越大，求生存的能力就会越来越强。 所谓生物进化就是指生物遗传变异的积累体现。是生物在各自不同的发展时期，自身和后代所产生潜性发展的变异，逐代积累而形成的生态体现。 基因组大小与生物体复杂性之间没有关联, 即“C值矛盾” 。起初认为生物体越复杂, 进化程度越高, 其基因组应该越大; 然而, 所得到的研究结果却并不一致, 例如两栖类动物的基因组比人类的基因组要大。虽然造成“C值矛盾”的主要原因是存在于基因组中非编码DNA所致, 但DNA含量变异的起源、作用及意义仍然是个谜。 * * * 第二节 DNA的空间结构与功能 spatial Structure and Function of DNA * DNA的空间结构又分为二级结构(secondary structure)和高级结构。 DNA的空间结构(spatial structure) 构成DNA的所有原子在三维空间具有的确定的相对位置关系。 * DNA的二级结构-双螺旋结构 DNA双螺旋结构模型要点 DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 DNA的超螺旋结构 原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装 DNA的功能 * 一、 DNA的二级结构 ——双螺旋结构（double helix） 不同生物种属的DNA的碱基组成不同 [A] = [T]，[G] = [C] 同一个体的不同器官或组织的DNA碱基组成相同。 （一）DNA双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析—Chargaff 规则： DNA纤维的X-线衍射图谱分析 Erwin Chargaff 1905-2002 A G C T A/T G/C G+C 嘌呤/嘧啶 大肠杆菌 26.0 24.9 25.2 23.9 1.09 0.99 50.1 1.04 结核杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6 1.03 0.99 70.3 1.00 酵母 31.7 18.3 17.4 32.6 0.97 1.05 35.7 1.00 牛 29.0 21.2 21.2 28.7 1.01 1.00 42.4 1.01 猪 29.8 20.7 20.7 29.1 1.02 1.00 41.4 1.01 人 30.4 19.9 19.9 30.1 1.01 1.00 39.8 1.01 不同生物来源DNA碱基组分和相对比例 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 （一）DNA双螺旋结构的研究背景 J.Watson J.Watson and F.Crick 标志了生物化学发展进入分子生物学时代 （二） DNA双螺旋结构模型要点（Watson, Crick, 1953） DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构 螺旋直径为2.37nm，螺旋一圈螺距3.54nm 两链以脱氧核糖-磷酸为骨架，位于外侧，疏水碱基位于内側 大沟(major groove)及小沟(minor groove)相间。 2.37nm 3.54nm * DNA双链之间形成了互补碱基对 与对侧碱基以氢键互补配对：A=T; G?C 碱基对平面与螺旋轴垂直 相邻碱基平面距离0.34nm，一圈10.5对碱基。 （二） DNA双螺旋结构模型要点（Watson, Crick, 1953） 2.37nm 3.54nm * 疏水作用力和氢键共同维持DNA双螺旋结构的稳定 碱基堆积力维持双链纵向稳定性，氢键维持双链横向稳定性。 （二） DNA双螺旋结构模型要点（Watson, Crick, 1953） 2.37nm 3.54nm * 亲水性的骨架位于双链的外侧。 疏水性的碱基位于双链的内侧。 骨架与碱基 * （三）DNA双螺旋结构的多样性 湿度 75% 92