【正文】 非組蛋白在不同細(xì)胞中的種類和數(shù)量不同，代謝周轉(zhuǎn)快，主要參與 DNA復(fù)制和基因表達(dá)的調(diào)控。 and (c) disk view, that is, as viewed down the long axis of the chromatin fiber. In the (c) perspective, the DNA duplex would wrap around the octamer, with the axis of the DNA supercoil perpendicular to the plane of the picture. (d) Suggested appearance of the nucleosome when wrapped with DNA. （ a)核小體的結(jié)構(gòu)圖，左圖為沿核小體軸觀察的圖示；右圖為沿核小體軸垂直方向觀察的圖示； (b) 一半核小體的結(jié)構(gòu)圖。這 4種組蛋白沒有種屬和組織特異性，進(jìn)化上很保守。 Top I可消除和減少負(fù)超螺旋，對(duì)正超螺旋不起作用，其作用過程不需要 ATP提供能量。細(xì)胞中的環(huán)狀DNA一般呈負(fù)超螺旋，即右手螺旋不足造成的扭曲張力，導(dǎo)致分子通過整體的右手超螺旋來補(bǔ)足右手雙螺旋，在數(shù)學(xué)上呈 1：1，即分子整體右旋一圈來補(bǔ)雙螺旋上的一圈不足。其特點(diǎn)是： (1) 可以是非整數(shù)； (2) 是變量； (3) 右手超螺旋的 W取負(fù)值。 若在 DNA旋轉(zhuǎn)酶 (Gyrase)，即拓?fù)洚悩?gòu)酶 II(TopII)的作用下，使上述環(huán)形 DNA形成 4周 右手 超螺旋，則連環(huán)數(shù)減少 4周，即 L為 36，而雙螺旋的圈數(shù)，即 T依然是 40。在生物體內(nèi)，絕大多數(shù) 雙鏈環(huán)狀 DNA(doublestrand circular DNA, dcDNA)可進(jìn)一步扭曲成 超螺旋 DNA(superhelix DNA)，這種結(jié)構(gòu)還可被稱為 共價(jià)閉環(huán) DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA)。每個(gè)片層之間的旋轉(zhuǎn)角度為 30o，可使螺旋軸延伸 。利用抗三螺旋 DNA的抗體發(fā)現(xiàn)，真核生物的染色體中確實(shí)存在三螺旋 DNA。這種序列也可稱作 反向重復(fù)順序 (invert repeat sequence)或者 回文順序 (palindrome sequence)，這樣的序列很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)或十字架結(jié)構(gòu)。 ZDNA抗體以螢光標(biāo)記后，顯示僅和大核 DNA結(jié)合，而不和小核的 DNA結(jié)合，說明大核 DNA有 ZDNA的存在，可能和轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān)。–N9 glycosyl bond is always in the anti position (left). In contrast, in the lefthanded ZDNA structure, this bond rotates (as shown) to adopt the syn conformation. ZDNA存在的條件： （ 1） 高鹽： NaCl 2Mol/L, MgCl2 Mol/L （ 2） Pu, Py相間排列。 在 ZDNA中，嘌呤核苷酸的糖環(huán)為 C339。 ADNA與 RNA分子中的雙螺旋區(qū) ，以及 DNARNA雜合雙鏈分子 在溶液中的構(gòu)象很接近，因此推測(cè) 基因轉(zhuǎn)錄 時(shí)， DNA分子發(fā)生 BDNA → ADNA的轉(zhuǎn)變。 特別是在大溝處， AT， TA，GC和 CG的有關(guān)基團(tuán)分布各不相同，可以提供與蛋白質(zhì)相互識(shí)別的豐富信息。對(duì) DNA空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成堿基對(duì)的兩個(gè)堿基平面之間有圖 219所示的 螺旋槳式的扭曲 (propeller twisting)，這種扭曲可以使相鄰堿基平面之間的重疊面增加，有利于提高分子的堿基堆積力。即由一個(gè)親代 DNA分子合成兩個(gè)與親代 DNA完全相同的子代分子。末端與另一條鏈的 339。后來又有人證明腺嘌呤和胸腺嘧啶之間可以生成 2個(gè)氫鍵，胞嘧啶和鳥嘌呤之間可以生成 3個(gè)氫鍵。 pACTG 核酸的序列測(cè)定開展較晚， 20世紀(jì) 70年代中期出現(xiàn)了快速測(cè)定 DNA序列的新方法， 1977年 Sanger測(cè)定了 ΦX174單鏈 DNA 5386 b的全序列。在表示核酸酶的水解部位時(shí)，常用這種簡(jiǎn)寫式。由于同一條鏈中所有核苷酸間的磷酸二酯鍵有相同的走向， RNA和 DNA鏈都有特殊的方向性，而每條線形核酸鏈都有一個(gè) 539。羥基和相鄰核苷酸戊糖上的 539。相反，如果 pH大于核苷酸的等電點(diǎn)，則該核苷酸帶凈負(fù)電荷。 核苷酸的性質(zhì) 核苷酸的堿基具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)，故核苷酸在 260nm左右有強(qiáng)吸收峰 。某些哺乳動(dòng)物細(xì)胞中還發(fā)現(xiàn)了cUMP和 cCMP，功能不詳。 Formation of ADP and ATP by the successive addition of phosphate groups via phosphoric anhydride linkages. Note the removal of equivalents of H2O in these dehydration synthesis reactions. Phosphoryl and pyrophosphoryl group transfer, the major biochemical reactions of nucleotides. 腺苷酸也是一些 輔酶的結(jié)構(gòu)成分 ，如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (輔酶 I, NAD+)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (輔酶 II, ANDP+）、黃素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)等。脫氧核苷酸則在英文縮寫前加小寫 d，如 dAMP, dGMP等。核苷酸。 The mon ribonucleosides—cytidine, uridine, adenosine, and guanosine. Also, inosine drawn in anti conformation. 核苷常用單字符號(hào) (A, G, C, U)表示，脫氧核苷則在單字符號(hào)前加一小寫的 d(dA, dG, dC, dT)。 含氧的堿基有 烯醇式和酮式 兩種互變異構(gòu)體 (圖 27)，在生理 pH條件下主要以酮式存在。內(nèi)式 (圖 23) 核酸中的堿基有 嘌呤和嘧啶 兩大類，圖 24中嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)中各原子的編號(hào)是目前國際上普遍采用的統(tǒng)一編號(hào)。在核苷中，戊糖中的原子編號(hào)改為 139。 RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，核內(nèi) RNA只占 RNA總量的約 10%。 （ 3）即使轉(zhuǎn)化因子確實(shí)是 DNA，但也可能 DNA只是對(duì)莢膜形成起著直接的化學(xué)效應(yīng)，而不是充當(dāng)遺傳信息的載體。這個(gè)錯(cuò)誤概念一直延續(xù)到 1938年，這時(shí)方清楚 RNA和 DNA的區(qū)別。 對(duì)核酸結(jié)構(gòu)和功能的深入研究，和一系列工具酶的使用，推動(dòng)了分子生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展?；虻膹?fù)制和轉(zhuǎn)錄，分子雜交和基因芯片， DNA序列的測(cè)定，基因的克隆和表達(dá)，基因表達(dá)的調(diào)控等均以核酸結(jié)構(gòu)和功能的研究為基礎(chǔ)。 Levene還提出了核酸的“磷酸 核糖 (堿基 )磷酸”的骨架結(jié)構(gòu) , 解決了 DNA分子的線性問題 , 并于 1935年提出“ 四核苷酸 ”學(xué)說 , 認(rèn)為這四種核苷酸的聚合體是構(gòu)成核酸的基本單位，這一觀點(diǎn)當(dāng)時(shí)得到了廣泛認(rèn)同，一度阻礙了對(duì)核酸的研究工作。 Avery的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，加入蛋白酶和去除脂類并不影響 DNA引起的轉(zhuǎn)化作用，排除了上述質(zhì)疑，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 RNA的主要作用是從 DNA轉(zhuǎn)錄遺傳信息，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。 239。 DNA和 RNA均含有腺嘌呤和鳥嘌呤 (圖 24)，但二者所含的嘧啶堿有所不同， RNA主要含胞嘧啶和尿嘧啶， DNA則含胞嘧啶和胸腺嘧啶(5甲基尿嘧啶，圖 25 ，圖 26)。體內(nèi)核酸大分子中的堿基一般也是以酮式存在的。常見的修飾核苷符號(hào)有：次黃苷或肌苷 (inosine)為 I，黃嘌呤核苷 (xanthosine)為 X，二氫尿嘧啶核苷(dihydrouridine)為 D，假尿嘧啶核苷 (pseudouridine)為 ψ。脫氧核苷酸的五碳糖上只有 2個(gè)自由羥基，只能生成 339。 Structures of the four mon ribonucleotides—AMP, GMP, CMP, and UMP—together with their two sets of full names, for example, adenosine 539。 哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的 339。環(huán)核苷酸是在細(xì)胞內(nèi)一些因子的作用下，由某種核苷三磷酸(NTP)在相應(yīng)的環(huán)化酶作用下生成的， cAMP和 cGMP的結(jié)構(gòu)式如圖 211所示。由于堿基的紫外吸收光譜受堿基種類和解離狀態(tài)的影響，故測(cè)定核苷酸的紫外吸收時(shí)應(yīng)注意在一定的 pH下進(jìn)行。 在 ，各種核苷酸的第一磷酸基已完全解離，帶 1個(gè)單位的負(fù)電荷，第二磷酸基完全未解離。磷酸相連。末端和一個(gè) 339。 pApCp↓GpU表示水解后 C的 339。隨后序列測(cè)定方法不斷改進(jìn)，現(xiàn)時(shí) DNA序列測(cè)定已走向自動(dòng)化，包括人類在內(nèi)的幾十個(gè)物種的 DNA全序列測(cè)定已經(jīng)完成。 DNA的滴定曲線 從 pH7用鹽酸滴定到 pH2，用 NaOH滴定到 pH12，可得到圖 215的曲線 I。末端相對(duì)，兩條鏈的糖 磷酸交替排列形成的主鏈沿共同的螺旋軸扭曲成右手螺旋 (圖 216)。事實(shí)上， Watson和 Crick在提出雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，已經(jīng)考慮到 DNA復(fù)制問題，并很快提出了半保留復(fù)制假說。 Helical twist and propeller twist in DNA. (a) Successive base pairs in BDNA show a rotation with respect to each other (socalled helical twist) of 36176。 Watson–Crick A : T and G : C base pairs. All H bonds in both base pairs are straight, with each H atom pointing directly at its acceptor N or O atom. Linear H bonds are the strongest. The mandatory binding of larger purines with smaller pyrimidines leads to base pairs that have virtually identical dimensions, allowing the two sugar– phosphate backbones to adopt identical helical conformations. (5) 大多數(shù)天然 DNA屬雙鏈DNA(doublestranded DNA, dsDNA)，某些病毒如 ΦX174和 M13的 DNA為單鏈 DNA(singlestranded DNA, ssDNA)。 在 ADNA和 BDNA中堿基均以反式構(gòu)象存在，但二者的糖環(huán)構(gòu)象不同， BDNA為 C239。endo構(gòu)象，嘧啶核苷酸的糖環(huán)為 C239。 （ 3）在活細(xì)胞中如果有 m5C，則無需嘌呤 嘧啶相間排列，在生理鹽水的濃度下可產(chǎn)生 Z型將結(jié)構(gòu)。 （ 3） DNA的甲基化與基因表