【正文】 達(dá)的調(diào)控有關(guān)，一定程度的甲基化可以促進(jìn) ZDNA的生成，說明 ZDNA與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。有些回文順序可以作為限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)，還有些回文順序形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)錄的終止，或轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控方面發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，三螺旋結(jié)構(gòu)可阻止 DNA的體外合成。環(huán)境中的陽離子可影響 DNA四鏈結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)象。超螺旋 DNA具有更為致密的結(jié)構(gòu)，可以將很長的 DNA分子壓縮在一個(gè)較小的體積內(nèi)，同時(shí)，也增加了 DNA的穩(wěn)定性。將這種狀態(tài)下的超螺旋數(shù)規(guī)定為負(fù)值，即 W為 –4。 T：纏繞數(shù)，即雙螺旋的圈數(shù)。 正超螺旋為雙螺旋旋轉(zhuǎn)過度，通過分子整體的左旋來解開過度的螺旋。 Visualization of topoisomers. In this experiment, all DNA molecules have the same number of base pairs but exhibit some range in the degree of supercoiling. Because supercoiled DNA molecules are more pact than relaxed molecules, they migrate more rapidly during gel electrophoresis. The gels shown here separate topoisomers (moving from top to bottom) over a limited range of superhelical density. In lane 1, highly supercoiled DNA migrates in a single band, even though different topoisomers are probably present. Lanes 2 and 3 illustrate the effect of treating the supercoiled DNA with a type I topoisomerase。連接核粒核心的 DNA片段稱間隔區(qū)，長度一般為 20～ 60bp，可結(jié)合一分子H1(圖 229)， H1分子較大，有一定的種屬和組織特異性。 (a) Deduced structure of the nucleosome core particle wrapped with turns of DNA (146 bp). The DNA is shown as a ribbon. (left) View down the axis of the nucleosome。 RNA的結(jié)構(gòu)和功能 大多數(shù)天然 RNA是 一條單鏈 。 染色體含有多種 非組蛋白 (nonhistone proteins)，由于非組蛋白主要與特異的 DNA序列結(jié)合，亦可被稱作序列特異性 DNA結(jié)合蛋白 (sequence specific DNA binding protein, SDBP)，其中包括高遷移率蛋白 (high mobility group protein, HMG)，轉(zhuǎn)錄因子， DNA聚合酶和 RNA聚合酶，參與基因表達(dá)調(diào)控的蛋白質(zhì)，染色體骨架蛋白等。 (b) top view。核小體的核心含 H2A， H2B，H3和 H4各兩分子，這 4種組蛋白的 C端富含疏水氨基酸，使各個(gè)亞基可以通過疏水作用相互結(jié)合， N端富含帶正電荷的堿性氨基酸，可以同帶負(fù)電荷的 DNA結(jié)合。其作用機(jī)制是切開 DNA雙鏈中的一條鏈，繞另一條鏈一周后再連接，可以改變 DNA的連環(huán)數(shù)，從而改變超螺旋的圈數(shù)。 負(fù)超螺旋 右手 正超螺旋 左手 DNA雙螺旋為右手螺旋。 W：扭曲數(shù)，即超螺旋數(shù)。如圖 227所示，一段雙螺旋圈數(shù)為 40的 BDNA，在 40轉(zhuǎn)螺旋均已形成的情況下連接成環(huán)形時(shí)，雙鏈環(huán)不發(fā)生進(jìn)一步扭曲，構(gòu)成松弛環(huán)形 DNA，其 L和 T均為 40， W為 0。 DNA的高級結(jié)構(gòu) 環(huán)狀 DNA的超螺旋結(jié)構(gòu) 細(xì)菌的染色體 DNA，某些病毒的 DNA，細(xì)菌質(zhì)粒、真核生物的線粒體和葉綠體的 DNA，為雙鏈環(huán)狀 DNA。 G四聯(lián)體中的每一個(gè) G分別來自 4條多聚鳥苷酸鏈， G與戊糖形成的糖苷鍵為反式構(gòu)象。但研究發(fā)現(xiàn)，多胺類（如精胺和亞精胺）在生理?xiàng)l件下可促進(jìn)三螺旋結(jié)構(gòu)的形成，其可能的原因是，多胺類降低了三條鏈的磷酸骨架之間的靜電斥力。 DNA中存在不少如圖 223所示的 二重對稱結(jié)構(gòu) (two fold rotationally symmetry)，即一條鏈堿基序列的正讀與另一條鏈堿基序列的反讀是相同的。 (2) 原生動(dòng)物纖毛蟲，有大、小兩個(gè)核， 大核 有轉(zhuǎn)錄活性， 小核 與繁殖有關(guān)。 Comparison of the deoxyguanosine conformation in B and ZDNA. In BDNA, the Cl39。 ZDNA直徑約 ，螺旋的每轉(zhuǎn)含 12個(gè)堿基對，整個(gè)分子比較細(xì)長而伸展，其堿基對偏離中心軸，靠近螺旋外側(cè)，螺旋的表面只有小溝沒有大溝。相對濕度為 75%的 DNA鈉鹽結(jié)構(gòu)有所不同，稱 ADNA(A form DNA)， ADNA的堿基平面傾斜了 20o，螺距和每一轉(zhuǎn)的堿基對數(shù)目變化如表 22所示。 大溝和小溝可以特異性地與蛋白質(zhì)相互作用。 由于雙螺旋每轉(zhuǎn)一周有 10個(gè)堿基對，相鄰堿基平面之間會(huì)繞著雙螺旋的螺旋軸旋轉(zhuǎn) 36o，或者說，堿基平面之間有 36o的錯(cuò)位，這不利于形成堿基堆積力。如果DNA的兩條鏈分開，任何一條鏈都能夠按堿基配對的規(guī)律合成與之互補(bǔ)的另一條鏈。 DNA結(jié)構(gòu)： 1962生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 1962化學(xué)獎(jiǎng) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn) (1) DNA分子由 兩條方向相反的平行多核苷酸鏈 構(gòu)成，一條鏈的 539。 用高度定向的 DNA纖維得到的高質(zhì)量 X光衍射照片 關(guān)于堿基成對的證據(jù) Chargaff等應(yīng)用層析法對多種生物 DNA的堿基組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn) DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的數(shù)目基本相等，胞嘧啶 (包括 5甲基胞嘧啶 )和鳥嘌呤的數(shù)目基本相等，這一規(guī)律被稱作 Chargaff規(guī)則 (Chargaff‘s rules)。在不需要標(biāo)明核酸酶的水解部位時(shí)，上述簡寫式中的 p亦可省去，用連字符代替，如 pACGU，或?qū)⑦B字符也省去，寫成 pACGU。羥基結(jié)合，如 pApCpGpU。由相間排列的戊糖和磷酸構(gòu)成核酸大分子的主鏈，而代表其特性的堿基則可以看成是有次序地連接在其主鏈上的側(cè)鏈基團(tuán)。 核酸的一級結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)證明 DNA和 RNA都是沒有分支的多核苷酸長鏈，鏈中每個(gè)核苷酸的 339。當(dāng) pH小于等電點(diǎn)時(shí)，該核苷酸帶凈正電荷。核苷酸及其衍生物在調(diào)控方面的作用，已成為生物體調(diào)控機(jī)制研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。 cGMP是 cAMP的拮抗物，二者共同在細(xì)胞的生長發(fā)育中起重要的調(diào)節(jié)作用。 生物體內(nèi)的 AMP可與一分子磷酸結(jié)合，生成腺苷二磷酸(ADP)， ADP再與一分子磷酸結(jié)合，生成 腺苷三磷酸 (adenosine triphosphate, ATP, 圖 210)。各種核苷酸在文獻(xiàn)中通常用英文縮寫表示，如腺苷酸為 AMP，鳥苷酸為 GMP。和 539。 由嘌呤形成的核苷可以有 順式和反式 兩種結(jié)構(gòu)類型，嘧啶形成的核苷只有反式構(gòu)象是穩(wěn)定的，在順式結(jié)構(gòu)中，C2位的取代基與糖殘基存在空間位阻 (圖 28)。 此外，修飾堿基常常扮演信號傳導(dǎo)信使分子、營養(yǎng)因子、輔酶等角色，并對核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著重要作用。內(nèi)式，或C239。deoxyDribofuranose. 在核酸中，戊糖的第一位與堿基形成糖苷鍵，形成的化合物稱核苷。不同生物體中 DNA的結(jié)構(gòu)差別 (或 RNA病毒中 RNA的結(jié)構(gòu)差別 )，決定了其所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有所差別，因而表現(xiàn)出不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)和代謝類型。 （ 2）認(rèn)為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中 DNA并未能提得很純，還附有其它物質(zhì)。1930年 Levene發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的核酸含有一種特殊的核糖即脫氧核糖 , 得出了一個(gè)錯(cuò)誤概念 : 植物核酸含核糖，動(dòng)物核酸含脫氧核糖。分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等新興學(xué)科隨之興起，極大地推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。因此，對生命科學(xué)工作者而言，掌握核酸的結(jié)構(gòu)和功能是至關(guān)重要的。 20世紀(jì) 50年代以前，盡管已證明了生物體普遍含有 DNA和RNA，但由于四核苷酸假說的影響，核酸的研究未能引起足夠重視。 1952年 Hershey和 Chase分別用 35S標(biāo)記噬菌體 T2的蛋白質(zhì)，用 32P標(biāo)記噬菌體 T2的 DNA，然后感染大腸桿菌，說明噬菌體的 DNA進(jìn)入細(xì)菌后，合成了由其編碼的外殼蛋白質(zhì)，進(jìn)一步證明 DNA是遺傳物質(zhì)，其實(shí)驗(yàn)的過程如圖 21所示。此外，近些年發(fā)現(xiàn)不少小分子 RNA有重要的調(diào)節(jié)功能和催化功能。 339。 某些類型的 DNA含有比較少見的特殊堿基，稱 稀有堿基 。 堿基可用英文名稱前 3個(gè)字母表示，如腺嘌呤 (adenine)為Ade，鳥嘌呤 (guanine)為 Gua，胞嘧啶 (cytosine)為 Cyt，尿嘧啶(uracil)為 Ura，胞腺嘧啶 (thymine)為 Thy，亦可用英文名稱的第一個(gè)字母表示，分別為 A、 G、 C、 U和 T，近些年單字符號使用更多。取代基團(tuán)用英文小寫字母表示，堿基取代基團(tuán)的符號寫在核苷單字符號的左下角，核糖取代基團(tuán)的符號寫在右下角，取代基團(tuán)的位置寫在取代基團(tuán)符號的右上角，取代基的數(shù)量則寫在右下角。和 539。 monophosphate and adenylic acid. Also shown is the nucleoside 339。, 539。 在細(xì)菌的培養(yǎng)基中缺少某種必需氨基酸時(shí)，幾秒鐘內(nèi)即發(fā)生 GTP+ATP →ppGpp或 pppGpp的反應(yīng)。圖 212表示了四種核苷酸在不同 pH下的紫外吸收光譜。含氮堿基的解離度則有明顯的差別，分別為 CMP(+) AMP(+) GMP(+) UMP(0)。因此，核苷酸間的連接鍵是 339。末端 (圖 214)。羥基連有磷酸基， G的 539。由于 DNA序列測定的原理與 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)，測序的基本原理將在本章最后一節(jié)簡要介紹。在 pH4～ 11之間，只要加入少量的酸或堿， pH就發(fā)生明顯變化，說明這一 pH區(qū)段無可滴定基團(tuán)，由于這一 pH范圍是第二磷酸基的解離范圍，這一結(jié)果說明 第二磷酸基處于結(jié)合狀態(tài) ，表明核苷酸之間是通過磷酸二酯鍵連接的。 (2) 兩條鏈上的堿基均在主鏈內(nèi)側(cè)，一條鏈上的 A一定與另一條鏈上的 T配對， G一定與 C配對。 (3) 成對堿基大致處于同一平面，該平面與螺旋軸基本垂直。 or so, as viewed down the cylindrical axis of the DNA. (b) Rotation in a different dimension— propellor twist—allows the hydrophobic surfaces of bases to overlap better. The view here is edgeon to