核酸结构和功能分子生物学.ppt

* * * * 超螺旋是可以定量描叙的。White在1969通过微分几何的研究，建立了White方程（L=T+W）来说明环绕数和超螺旋 的关系。L（linking nnmber）：链环数或称拓扑环绕数，指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。其特点是：①L是整数；②在 cccDNA中任何拓扑学状态中其值保持不变；③右手螺旋对L取正值。T（twisting number）：缠绕数，即双螺旋的圈数。其特点是：①可以是非整数；②是变量；③右手螺旋时T为正值。 W（writhing number）：扭曲数，即超数旋数。其特点是：①可以是非整数；②是变量；③右手螺旋时，W取负值。 无论是L数的增加或减少，即加旋或解旋，DNA分子具有维持B-DNA结构的倾向，即由10碱基构成一个螺旋，因此，DNA的长度确定后，“T” 会保持不变，加旋和解旋的影响由三极结构的扭曲来抵消。现举例说明这三者之间的关系。如有松弛的B-DNA，共有420bp，一条链绕另一链42次，正好形成42圈螺旋，则L=T= 42，所以W= 0，无超螺旋。若固定一端，另一端按顺时针方向旋转6圈，使双螺旋解开6圈，再将双链连接成闭合环，而DNA仍要保持B-DNA的结构，每个螺旋由10个bp组成，T又变成最初的42，即有42个螺旋，则L=36，T= 42，所以W= -6，即形成了6个负超螺旋（右旋），在此情况下，T值保持不变。? ΔT=0，ΔL=ΔW * * * * * * * * * * * * * * Cot l/2：在标准条件下（一般为0.18mol/L阳离子浓度，400 核苷酸的片段长度）测得的复性率达 50% 时的 Cot值 Cot l/2与核苷酸对的复杂性成正比,核酸分子的复杂性用非重复碱基对（bp）数表示核酸分子的复杂性。如：多聚（A）的复杂性为1，重复的（ATGC）n组成的多聚体的复杂性为4，分子长度是105核苷酸的非重复DNA序列的复杂性为105。原核生物基因组均为非重复顺序，故以非重复核苷酸对表示的复杂性直接与基因组大小成正比真核生物基因组中的非重复片段也是如此在不存在重复序列情况下， Cot l/2与基因组大小呈正比T4：2x105E：4.6x106小牛胸腺基因组：3.2X 109原核生物核酸分子， Cot l/2可代表基因组的大小及基因组中核苷酸对的复杂程度真核生物基因组中，因含有许多不同程度的重复序列（repetitive sequence ），因此Cot曲线要比S曲线复杂 * * 4. snRNA(small nuclear RNA,snRNA)细胞核小分子RNA 核内小RNA， snRNA是含70～300个核苷酸的小分子RNA，占细胞RNA总量的0.1%-1%。主要参与基因初始转录产物加工。 5. snoRNA 核仁小分子RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)广泛分布于从酵母到哺乳动物细胞的核仁区，大小一般在几十到几百个核苷酸，主要功能是参与rRNA前体的加工。 6. 非编码的mRNA（ncRNA） 非编码mRNA与传统的mRNA一样可进行剪接和3’端加尾修饰，但不具有典型的可读框（ORF）；它们参与许多生理过程，是一些调控RNA。 DNA的变性过程 加热 部分双螺旋解开 无规则线团 链内碱基配对 3.7 核酸的变性、复性与分子杂交 3.7.1 核酸的变性（denaturation）或解链（melting） 指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。确切地就是维持双螺旋稳定性的氢键和疏水键的断裂。DNA变性不涉及到其一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定性的因素都可以成为变性的条件：1）加热。2）极端的pH。3）有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等。 DNA变性后物理性质发生的变化： （1）流体力学的性质发生改变：粘度下降，而沉降速度增加； （2）提高了对紫外线的吸收能力，此称为增色效应。 DNA的变性温度： 通常将核酸加热变性过程中，紫外光吸收值达到最大值50%时的温度称为DNA的变性温度（融解温度，Tm）。 Tm（ melting temperature）是使DNA双螺旋链解开一半时的温度。DNA Tm一般在70—85℃之间。 影响DNA Tm值的因素: (1) DNA的均一性, 均一性高, 熔解过程会发生在一个很窄的范围内。 (2) G+C 的含量, 含量越高, Tm值越高。经验公式为: (G+C)%=(Tm-69.3) ×2.44（马默多蒂（Marmur-Doty）关系式） Tm值计算公式：Tm＝69.3+0.41（G+C)% ， ＜25 bp的寡核苷酸的Tm计算：Tm＝4（G+C）+2（A+T）。 (3) 溶液中的离子强度: 一般来说