王镜岩生物化学核酸的结构课件.ppt

定义： DNA的三级结构指DNA分子（双螺旋）通过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括不同二级结构单元间、单链与二级结构单元间的相互作用以及DNA的拓扑特征。超螺旋是DNA三级结构的一种类型。超螺旋即DNA双螺旋的螺旋。 4.?DNA的三级结构 ⊙ DNA的超螺旋结构 超螺旋是DNA三级结构的主要形式，由双螺旋DNA进一步扭曲盘绕则形成。 超螺旋是有方向的，有正超螺旋和负超螺旋两种 超螺旋结构的方向性 B-DNA 紧缠overwinding (右旋) 正超螺旋（positive supercoiled ） 导致左手超螺旋 以一根绳子做实验： 原来的绳子的两股以右旋方向缠绕；在绳子的一端向紧缠方向捻转，再将绳子的两端连接起来，则产生一个左旋的超螺旋以解除外加捻转的协变 B-DNA 松缠unwinding (左旋) 负超螺旋（Negative Supercoiled ） 导致右手超螺旋 在绳子的一端向松缠方向捻转，再将绳子的两端连接起来，则产生一个右旋的超螺旋以解除外加捻转的协变 ⊙ DNA超螺旋的产生 ☆ DNA超螺旋都是由DNA拓扑异构酶产生的 拓扑异构酶I 识别负超螺旋DNA ，引入正超螺旋 拓扑异构酶II 主要功能为引入负超螺旋 ，在DNA复制中起十分重要的作用 生物体通过拓扑异构酶1和II的相反作用而使负超螺旋达到一个稳定状态。 DNA拓扑异构酶催化反应本质是先切断DNA的磷酸二脂键，改变DNA的链环数之后再连接之，兼具DNA内切酶和DNA连接酶的功能．然而它们并不能连接事先已经存在的断裂DNA，也就是说，其断裂反应与连接反应是相互耦联的。 ⊙超螺旋的生物学意义 原核生物、线粒体、叶绿体、质粒的DNA存在方式，使DNA形成高度致密状态从而得以装入核中； DNA结构的转化以满足功能上的需要。如负超螺旋分子所受张力会引起互补链分开导致局部解链形成呼吸泡，利于复制和转录 2.0 nm 小沟 大沟 DNA双螺旋结构特点（4） 双螺旋结构的稳定因素（3） 双螺旋结构类型（A/B/C/D/Z/H） DNA的一级结构： Chargaff定则 DNA的三级结构：超螺旋 回顾 绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋。如果再进一步盘绕则形成麻花状的超螺旋结构。 原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装 真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。 核小体的组成 DNA：约200bp 组蛋白：H1 H2A，H2B H3 H4 ▲ 核小体 ——染色体的结构基本单位 ——核小体的结构 ☆组蛋白核心 八聚体（H2A．H2N．H3．H4 各两分子）。 ☆ DNA 左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp ； 相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。 ☆组蛋白H1 锁合两端。 串珠状核小体 DNA双螺旋片段 染色质纤维 伸展形染色质片段 密集形染色质片段 整个染色体 核小体链 纤丝 突环 螺旋圈 染色体 DNA 有方向性 多聚核苷酸的特点 在多聚核苷酸中，两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键通常称为3′—5′磷酸二酯键。 多聚核苷酸链一端的C5′带有一个自由磷酸基，称为5′-磷酸端（常用5 ′-P表示）；另一端C3′带有自由的羟基，称为3′-羟基端（常用3 ′-OH表示）。 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。 二、核酸的结构 DNA的分子结构 DNA的一级结构 DNA的二级结构 DNA的三级结构 RNA的分子结构 RNA的一级结构 RNA的高级结构 （一）核酸的一级结构 多聚核苷酸是由四种不同的核苷酸单元按特定的顺序组合而成的线性结构聚合物，因此，它具有一定的核苷酸顺序，即碱基顺序。 核酸的碱基顺序是核酸的一级结构。 DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。 而mRNA(信息RNA)的碱基顺序，则直接为蛋白质的氨基酸编码，并决定蛋白质的氨基酸顺序。 DNA的一级结构： 5?-AGTCCATG-3? AGTCCATG 3?-TCAGGTAC-5? RNA的一级结构： 5?-AGUCCAUG-3? AGUCCAUG