第三章dna双螺旋结构

第三章 遗传信息的复制与表达 DNA的结构 一级结构 二级结构 三级结构DNA的一级结构DNA的一级结构是指 DNA分子中核苷酸的排列顺序，DNA顺序（或序列）是这一概念的简称。DNA是巨大的生物高分子，如人的 DNA就包含了 3x10 碱基对。 DNA二级结构是两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构 .分两大类 :右手螺旋 : A-DNA,B-DNA,C-DNA左手螺旋 : Z-DNADNA的二级结构Watson 和 Crick所推导出来的 DNA双螺旋结构在生物学研究中有深远意义。他们是以在生理盐溶液中抽出的 DNA纤维在 92相对温度下进行 X 射线衍射图谱为依据进行推设的。在这一条件下得出的 DNA称 B构型。这是 细胞和水溶液中天然 DNA状态。右手 DNA双螺旋之一B 构型B-DNA双螺旋结构的特点* 1. 两条链以一共同轴为中心，盘绕成右手螺旋结构。2. 螺旋直径为 2nm。3. 亲水的脱氧核糖核磷酸构成的主链在螺旋的外侧，碱基处于螺旋内部。4. 脱氧核糖与磷酸交替排列构成了DNA主链。两条 DNA链成反向平行排列，即两条链的 5 、 3 排列方向正好相反。5. 相邻 2个碱基相距 0.34nm6. 碱基是个平面环分子，在双螺旋中，碱基平面垂直于螺旋轴 。7. DNA的两条链通过碱基配对 。 A与 T之间形成 2个氢键， C与 G之间形成 3个氢键。8. 每 10个碱基对旋转 1圈，因此双螺旋的螺距为 3.4nm。9. 由于旋转一圈（ 10个碱对基）是 360度，相邻的 2个碱基正好相差 36度。10.链间形成螺旋形的凹槽：大沟和小沟。大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。维持 DNA双螺旋稳定的力q碱基堆积力 qH键q盐键（离子键）右手 DNA双螺旋结构之二A构型*螺旋紧密，每 11个碱基旋转 1圈；大沟变窄，小沟变宽。A-DNA双螺旋结构的结构特点大沟小沟是 DNA行使功能时蛋白质的识别位点。 B型 DNA转变为 A型 DNA，蛋白质对 DNA的识别也发生了相应的变化 ; A-DNA构象 (与转录状态有关 )对基因表达有重要意义。A-DNA双螺旋结构的生物学意义右手螺旋 DNA:1. B-DNA:l A-T丰富的 DNA片段2. A-DNA(对基因表达有重要意义）l a. DNA-RNA(处于转录状态的 DNA)l b. RNA-RNA (dsRNA)左手螺旋 Z-DNAWang 和 Rich等人在研究人工合成的 CGCGCG单晶的 X 射线衍射图谱时分别发现左手双螺旋结构，在主链中各个磷酸根呈锯齿状排列，有如 “之 ”字形一样，因此叫它 Z构象（英文字 Zigzag的第一个字母）。1：左手螺旋， 每 12个碱基旋转 1圈 ，较 A-DNA拧紧。2： Z-DNA只有一个螺旋沟，它相当于 B构象中的小沟，它狭而深大沟则不复存在 ，只有浅沟，碱基不位于双链中央。3： Z-DNA几乎不存在易被蛋白质识别的沟，凭借链外围的碱基与化学物质发生识别。Z-DNA双螺旋结构的结构特点 *DNA螺旋上沟的特征在其信息表达过程中起关键作用。调控蛋白都是通过其分子上特定的氨基酸侧链与DNA双螺旋沟中的碱基对一侧的氢原子供体或受体相互作用，形成氢键从而识别 DNA上的遗传信息的。大沟所带的遗传信息比小沟多。沟的宽窄和深浅也直接影响到调控蛋白质对 DNA信息的识别。 Z DNA中大沟消失，小沟狭而深，使调探蛋白识别方式也发生变化。这些都暗示 Z构型的存在不仅仅是由于 DNA中出现嘌呤啶嘧交替排列之结果，也是在漫漫的进化长河中对 DNA序列与结构不断调整与筛选的结果，可以 影响 (抑制或激活 )转录酶与模板结合，调节转录 。 Z-DNA双螺旋结构的生物学意义Z-DNA双螺旋结构的生物学意义现在已经有证据说明 Z-DNA存在于天然 DNA中。 Z-DNA在天然 DNA中存在表明它应有自己独特的功能。已有一些证据表明 Z-DNA的存在与基因表达调控有关。DNA高级结构原核生物一般只有一个染色体即一个核酸分子，大多数为双螺旋结构，少数以单链形式存在，这些核酸分子多数为环状，超螺旋结构是高级结构的主要形式，是在 DNA双螺旋结构进一步扭曲盘旋形成。少数为线状分子。超螺旋的生物学意义1、超螺旋比松弛型 DNA更紧密，使 DNA体积变小，得以包装在细胞核内。2、超螺旋能影响双链的解链程度，从而影响 DNA与其他分子的相互作用。转录时 , RNA-Polymerase对于超螺旋 DNA结合活性高，结合速率和稳定性大大提高，复制时 , 促进解链。染色质与染色体