第二章 染色体与DNA课件.ppt

2.2.1 DNA的一级结构 1. 一级结构的概念 指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序， DNA序列是这一概念的简称。由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同，故可称为碱基序列。 一级结构是高级结构的基础，对它们影响很大，如B-DNA的多聚G-C区易出现Z-DNA，反向重复（回文）序列易形成“发夹结构”，等等。 特征： 双链反向平行配对而成 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNA骨架，碱基排在内侧 内侧碱基通过氢键互补配对，碱基对的顺序产生了DNA分子的多样性 100 bp 4100 排列方式 生物多样性 生物世界里形形色色的遗传信息都包含在组成DNA的A,G,C,T这四种核苷酸的排列顺序之中。DNA分子中不同排列顺序的DNA区段构成特定的功能单位，这就是基因，不同基因的功能各异，各自分布在DNA的一定区域。基因的功能取决于DNA的一级结构 2.2 DNA的结构 碱基 1 3 5 8 9 2’ 5’ 核苷和核苷酸 (nucleoside and nucleotide) 2’ 5’ 1 3 5 DNA物理图谱是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位。 限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的, 核苷酸序列不同的DNA，经酶切后就会产生不同长度的DNA片段，由此而构成独特的酶切图谱。因此，DNA物理图谱是DNA分子结构的特征之一。 DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。 曾经认为, DNA测序从物理图谱制作开始,它是测序工作的第一步。Vent 发明的测序方法使物理图谱的重要性有所改变。 2. DNA物理图谱： EcoR1 XhoI SacI BglII HindIII PstI SmaI 1. DNA双螺旋结构的主要依据 Chargaff 对DNA碱基组成的研究结果 ：1949-1951年间，Chargaff应用紫外分光光度法结合纸层析等技术,对不同来源的DNA进行了碱基定量分析, 得出了组成DNA的四种碱基的比例关系。从中发现碱基组成的下列 共同规律 ：I.以摩尔含量表示，不同来源的DNA都存在着这种关系，即 [A]=[T]和[C]=[G] ；II. 不同物种组织DNA在总的碱基组成上有很大的变化，表现在A+T/G+C比值的不同, 但同种生物的不同组织DNA碱基组成相同；III.嘌呤碱基的总和与嘧啶碱基的总和相等。 这些发现不仅为DNA能携带遗传信息的论点提供了依据，而且为DNA 结构模型中的碱基配对原则奠定了基础。 Wilkins及其同事Franklin等用X射线衍射方法获得的DNA结构资料： 这个研究小组制备的高度定向的DNA纤维晶体能够得到精确反映DNA某些结构特征的X 射线衍射图片,其影像表明了DNA结构的螺旋周期性,碱基的空间取向等。这些资料对Watson和Crick构建DNA双螺旋结构模型起了关键性作用。 2.2.2 DNA 的二级结构 指二条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋立体结构 作为遗传载体的DNA分子,应该具有怎样的结构? 1953年,Watson和Crick以非凡的洞察力, 得出了正确的答案(/dnaftb/19/concept/index.html) 1A 2. Structure of dCTP 3. Base Tautomerism Chargaff rules - A=T, G=C helical 10 layer Lines Between Cross Patterns (10 Residues Per turn) Evidence for the Double Helix 1. Fiber Diffraction data: -Helical geometry -3.4 A o spacing (1Ao = 10-10 m) -34 A o pitch James Watson (L) and Francis Crick (R), and the model they built of the structure of DNA. Image from the Internet 主链(backbone)： 由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似麻花状绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。 所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。 碱基对(base pair) ：碱基