《分子生物学》李世杰-第二章 dna结构.ppt
《《分子生物学》李世杰-第二章 dna结构.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《分子生物学》李世杰-第二章 dna结构.ppt(78页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第一节 遗传物质的本质 第二节 核酸的化学组成 第三节 DNA的二级结构 第四节 DNA的物理化学性质 第五节 超螺旋和拓扑异构,第二章 DNA的结构,第一节 遗传物质的本质,一、DNA携带两类不同的遗传信息,1、 遗传物质必须具有的特性,DNA的特征,a、贮存并表达遗传信息,各异的碱基序列储存大量的遗 传信息,b、能把信息传递给子代,DNA的复制是其表达和传递遗传信息的基础,c、物理和化学性质稳定,生理状态下物理、化学性质 稳定,d、具有遗传变化的能力,有突变和修复能力,可稳定遗 传是生物进化的基础,2、 DNA携带两种遗传信息,a、编码蛋白质和RNA的信息(编码tRNA、 rRNA),64
2、个三联体密码子 3个终止密码子 编码氨基酸的61个密码子有简并性、通用性,b、编码基因选择性表达的信息,基因选择性表达表现在: 细胞周期的不同时相中 个体发育不同阶段 不同的器官和组织 不同的外界环境下基因的表达与否以及量的差异,* 原核生物的结构基因占Genome的比例很大,x174phage 5386bp 结构基因用去5169bp 比例达96,* 真核生物的结构基因占Genome的比例很小,哺乳动物中结构基因只占1015,其余80以上的DNA起什么作用目前还无法精确解释,但可以肯定其中大部分DNA序列是编码基因选择性表达的遗传信息,所以又称调控序列,二、 RNA也可作为遗传物质,* RNA
3、病毒 传染媒介是病毒颗粒(病毒基因组RNA、蛋白质外壳) 如: 烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus ,TMV),* 类病毒(viroid): 使高等植物产生疾病的传染性因子 只由RNA组成,三、 是否存在核酸以外的遗传物质,Prion (proteinaccous infections particle) 朊病毒蛋白质样的感染因子,羊搔痒病 (scripie),人类库鲁( kuru) 病,牛海绵状脑炎(疯牛病),均由传染性病原蛋白颗粒引起,统称Prion (朊病毒),Prion 复制? 转录? 翻译?,人类朊病毒疾病、症状及发病机理,致死性中枢神经系统的慢性退化,病理表现:
4、大脑皮层的神经原细胞退化、空泡变性、死亡、消失,最终被星状细胞取代,因而造成海棉状态,朊病毒带来了诺贝尔生理/医学奖 1997 Stanley B.Prusiner,发现朊病毒是作为老年性痴呆症等疾病的病原并能在寄主细胞中繁殖传播,第二节 核酸的化学组成,嘧啶 Pyrimidines,嘌呤 Purines,一、 碱基、核苷、核苷酸, 碱基 Nitrogenous bases, 核苷(nucleotide),嘧啶的1位N原子、嘌呤的9位N原子,核糖是戊糖 RNA核糖核苷 DNA脱氧核糖核苷,1,9, 核苷酸(nucleotide acid),核苷的磷酸酯 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸,其中和、和之
5、间是高能磷酸键,dNTP,碱基戊糖核苷 核苷磷酸核苷酸,核糖核苷三磷酸缩写为NTP,二、DNA分子的一级结构 (DNA sequence),1、 多聚核苷酸链 主链是核糖和磷酸 侧链为碱基,由3,5磷酸二酯键连接,2、 链的方向:同一个磷酸基 的3酯键到5酯键的方向 (53),5-UCAGGCUA-3 = UCAGGCUA 默认书写顺序53,第二节 DNA的二级结构,* 1953. Watsosn & Crick,右手 B- DNA Double helix Model,一、 DNA双螺旋模型的提出(double helix model),* 双螺旋的主链,磷酸二酯链 (Phosphodies
6、ter Backbone),C-G,T-A,碱基互补, 直径20,* 双螺旋模型参数, 螺距为34(任一条链 绕轴一周所升降的距离), 每圈有10个核苷酸 (碱基), 有大沟和小沟 配对碱基并不充满双 螺旋空间,且碱基对 占据的空间不对称, 两个碱基之间的垂直 距离是3.4。螺旋转 角是36度,Major Groove,Minor Groove,10.4 bp/turn,二、 影响双螺旋结构稳定性的因素,l 氢键 (Hydrogen bond 46 kc / mol),消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力,弱键, 可加热解链,氢键堆积, 有序排列(线性, 方向),l 磷酸酯键 (phospho
7、ester bond 8090 kc / mol),l 0.2 mol / L Na+ 生理盐条件,强键, 需酶促解链,* 维持稳定性的因素,l 碱基堆积力 (非特异性结合力),( 1 kc / mol 0.6kc / mol ) n, 范德华力(Van de waals force) (1.7A/ 嘌呤环与嘧啶环 作用半径),(0.34 nm/碱基对间距), 疏水作用力 (Hydrophobic interaction),不溶于水的非极性分子在水中相互联合, 成串结合的趋势力.,(磷酸骨架, 氨基, 酮基周围水分子间的有序排列 ),l 磷酸基团间的静电斥力,碱基内能增加(温度), 使氢键因碱
8、基排列有序状态的破坏 而减弱,* 不稳定因素,三、双螺旋结构的基本形式, B-DNA 资料来自相对湿度为92所得到的DNA钠盐纤维, 此外人们还发现了A、C、D、E等右手双螺旋和左手双螺旋 Z构象等形式,DNA结构的多态性:几种不同的DNA双螺旋结构以及同 一种双螺旋结构内参数存在差异的现象,原因:多核苷酸链的骨架含有许多可转动的单键 磷酸二酯键的两个P-O键、糖苷键、戊糖环各个键,A,B,Z,A,B,Z,大沟宽,小沟窄,小沟窄,大沟变深,小沟宽浅,大沟不存在,小沟窄而深,1、反向重复序列与二级结构 反向重复序列(inverted repeatitive sequence or inverte
9、d repeats IR) 又称回文序列(廻文):指两段同样的核苷酸序列同时存 在于一个分子中,但具有相反的方向 有时也有不完全相同的情况 RNA和DNA中都可能存在 此外还可有directed repeatitive sequence -正向重复序列,四、一些DNA序列的不寻常结构,C,反向重复序列间间隔较短或无间隔,反向重复序列间间隔较长,* 较短的回文序列可能是作为一种信号 如:限制性内切酶的识别位点 一些调控蛋白的识别位点,例如限制性内切酶 EcoR的识别位点 5GAATTC3 3CTTAAG5,(1) 形成条件,一股为嘌呤,另一股为嘧啶的核苷酸双链能够形成三链 如: polyA/po
10、lyU polydA/polydT polyd (AG)/polyd(CT),2、三螺旋DNA (Trible Helix DNA, T.S DNA),可能与基因调控区域的功能和染色体重组有关,D.S. DNA + D.S.DNA,T.S. DNA + S.S. DNA,(2) 组成形式,第三条链位于B-DNA的 Major groove中,3、 四股螺旋DNA ( tetraplex DNA, Tetrable Helix DNA ),均有形成 四股螺旋DNA 的可能,形成条件串联重复的鸟苷酸, 已有实验结果表明真核细胞端粒中存在四链结构,可能的功能,A、 稳定真核生物染色体结构,B、 保证
11、DNA末端准确复制,C、 与DNA分子的组装有关,D、 与染色体的 meiosis & mitosis 有关,第四节 DNA的物理、化学性质,DNA双股链的互补 是其结构和功能上的一个基本特征 也是DNA研究中一些实验技术的基础,一、DNA分子的变性,变性(denaturation 或融解 melting):DNA双螺旋区的 氢键断裂,使双螺旋的两条链完全分开变成单链,这 一双链分离的过程叫做变性,1、条件:加热, 极端pH,有机溶剂( 尿素、 酰胺 ),低盐浓度等,2、变性过程的表现 是一个爆发式的协同过程,变性作用发生在一个很 窄的温度范围 导致一些理化性质发生剧烈变化,表现为: 熔液黏度
12、降低 沉降速度加大 浮力密度上升 此外吸收值升高(A260nm),即增色效应 指在DNA变性的过程中,他在260nm的吸收值先是缓慢 上升,达到某一温度时及骤然上升,天然DNA和变性DNA的吸收值相差可达34,当浓度为 50g/ml时:,1.185,3、熔解曲线与融解温度(Tm值) 缓慢而均匀地增加DNA 溶液的温度(现可做到 0.1 分)可根据各 点的A260值绘制成DNA 的熔解曲线,这也是一般PCR实验技术中把变性温度定为94 的原因,1、 影响 Tm值的因素,(1) 在 A, T, C, G 随机分布的情况下 ,决定于GC含量,(2)GC%含量相同的情况下,GC%愈高 Tm值愈大,GC
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分子生物学 分子生物学李世杰-第二章 dna结构 李世杰 第二 dna 结构
链接地址:https://www.31doc.com/p-3046231.html