分子生物學(xué)第二章染色體與dna(編輯修改稿)
2025-02-09 08:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ’ OH U 5’ 3’ OH OH OH OH OH 第四節(jié) DNA的結(jié)構(gòu) 一、 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu) 脫氧核糖核酸的排列順序 可以用堿基排列順序表示 連接鍵： 3’， 5’磷酸二酯鍵 磷酸與戊糖順序相連形成主鏈骨架 堿基形成側(cè)鏈 多核苷酸鏈均有 5’末端和 3’末端 DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲(chǔ)的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于 DNA分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。 二、 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) DNA的雙螺旋模型 1953年 ， J. Watson和 F. Crick 在前人研究工作的基礎(chǔ)上 ， 根據(jù) DNA結(jié)晶的 X衍射圖譜和分子模型 ， 提出了著名的 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 ， 并對(duì)模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測(cè) 。 在 DNA分子中 ， 嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等 。 （ 1） DNA雙螺旋 模型要點(diǎn)（ B型） nm 小溝 大溝 ① DNA雙螺旋中的兩股鏈走向是反平行的，一股鏈?zhǔn)?5′→3′ 走向，另一股鏈?zhǔn)?3′→5′ 走向。兩股DNA鏈圍繞一假想的共同軸心形成一右手螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋的螺距為，直徑為 。表面形成一條大溝，一條小溝。 大溝與小溝是蛋白質(zhì)識(shí)別 DNA的堿基序列，與其發(fā)生作用的基礎(chǔ)。 ② 鏈的骨架 (backbone)由交替出現(xiàn)的親水的脫氧核糖基和磷酸基構(gòu)成，位于雙螺旋的外側(cè)。堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)，兩股鏈中的嘌呤和嘧啶堿基以其疏水的、近于平面的環(huán)形結(jié)構(gòu)彼此密切相近，平面與雙螺旋的長(zhǎng)軸相垂直。 ③一股鏈中的嘌呤堿基與另一股鏈中位于同一平面的嘧啶堿基之間以氫鏈相連，稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)或堿基配對(duì) (base pairing)，堿基對(duì)層間的距離為 。堿基互補(bǔ)配對(duì)總是出現(xiàn)于 A與 T之間 (A=T)，形成兩個(gè)氫鍵；或者出現(xiàn)于 G與C之間 (G=C)，形成三個(gè)氫鍵。 （ 2） DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定因素： A、氫 鍵（橫向作用力） B、堿基堆積力（縱向作用：疏水相互作用及范德華力 ) C、離子鍵 （ 3） DNA雙螺旋的不同構(gòu)型： ① BDNA螺旋：標(biāo)準(zhǔn)的 Watson, Crick雙螺旋，細(xì)胞 正常狀態(tài)下 DNA存在的構(gòu)型。 ② ADNA螺旋： DNA在 75%相對(duì)濕度的鈉鹽中的構(gòu)型。 ③ CDNA螺旋： DNA在 66%相對(duì)濕度的鋰鹽中的構(gòu)型。 ④ ZDNA螺旋：左手的 DNA螺旋，這種螺旋可能在基因表達(dá)或遺傳重組中起作用。 三、 DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) DNA雙螺旋的進(jìn)一步扭曲構(gòu)成三級(jí)結(jié)構(gòu)，負(fù)超螺旋或正超螺旋 L=T+W （ L為纏繞數(shù)， T為螺旋數(shù)， W超螺旋數(shù)） 原核 雙鏈環(huán)狀 DNA（ dcDNA） 病毒 單鏈環(huán)狀 DNA（ scDNA） 單鏈線性 DNA（ ssDNA） 上節(jié)回顧 ? 1 DNA雙螺旋模型要點(diǎn)（ B型） ① DNA雙螺旋中的兩股鏈走向是反平行的，一股鏈?zhǔn)?5′→3′ 走向，另一股鏈?zhǔn)?3′→5′ 走向。 ②鏈的骨架 (backbone)由交替出現(xiàn)的親水的脫氧核糖基和磷酸基構(gòu)成，位于雙螺旋的外側(cè)。堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)。 nm 小溝 大溝 上節(jié)回顧 ③ 一股鏈中的嘌呤堿基與另一股鏈中位于同一平面的嘧啶堿基之間以氫鏈相連，稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)。A與 T之間 (A=T)，形成兩個(gè)氫鍵；G與 C之間 (G=C)，形成三個(gè)氫鍵。 ? DNA雙螺旋的不同構(gòu)型： BDNA螺旋， ADNA螺旋， CDNA螺旋， ZDNA螺旋。 nm 小溝 大溝 上節(jié)回顧 DNA雙螺旋的進(jìn)一步扭曲構(gòu)成三級(jí)結(jié)構(gòu)，負(fù)超螺旋或正超螺旋 L=T+W （ L為纏繞數(shù)， T為螺旋數(shù)， W超螺旋數(shù)） 書 38頁(yè) 第五節(jié) DNA的生物合成 （一） DNA的半保留復(fù)制復(fù)制時(shí)期 （二） DNA生物合成的基本條件 模板（ ?） 引物（ ?） dNTP（ ?） DNA聚合酶（ ?） Mg2＋的參與 在 5’3’方向延伸（前導(dǎo)鏈和后滯鏈） （三） DNA生物合成的起點(diǎn)、方向和速度 起點(diǎn) (復(fù)制叉）： 、病毒和線粒體等 DNA分子一般以單個(gè) 起始點(diǎn) 開始復(fù)制 起始點(diǎn) 同時(shí)開始復(fù)制。 方向： 向兩個(gè)方向，原核特殊時(shí)有單向。 速度： 原核的合成速度比真核的快得多啊。 （四）復(fù)制的幾種主要方式 線性 DNA雙鏈復(fù)制 （ 1）單一起始點(diǎn)單向和雙向 （ 2）多個(gè)起點(diǎn)雙向 環(huán)狀 DNA雙鏈的復(fù)制 （ 1） θ 型 （ 2）滾環(huán)型 （ 3） D環(huán)型（ Dloop） 真核生物 DNA復(fù)制的特點(diǎn)： 區(qū)別于原核生物的特點(diǎn)： ①有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn) ②多個(gè)復(fù)制進(jìn)程同時(shí)進(jìn)行 ③復(fù)制起始點(diǎn)需要起始原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物的參與 ④復(fù)制叉移動(dòng)的速度比原核慢，但數(shù)量多 ⑤ DNA聚合酶種類不同，五種聚合酶 αβγδε ⑥ 端粒的復(fù)制依賴于端粒酶 （五） DNA生物合成的過程 與 DNA復(fù)制有關(guān)的酶 （ 1） DNA聚合酶（書 47）： 1956年 Kornberg等在大腸桿菌中 首先發(fā)現(xiàn) DNA聚合酶，其后發(fā)現(xiàn)該酶在許多生物中廣泛存在。 （ 2） DNA連接酶：連接 DNA雙鏈中的單鏈切口 （ 3）旋轉(zhuǎn)酶和 解旋酶 : 旋轉(zhuǎn)酶即 拓?fù)洚悩?gòu)酶：催化 DNA的拓?fù)溥B環(huán)數(shù)發(fā)生變化的酶，在 DNA重組修復(fù)和其它轉(zhuǎn)變方面起重要作用。 解旋酶（ helicase）：通過水解 ATP將 DNA兩條鏈打開。 rep蛋白就是解螺旋酶，
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