第2章核酸的结构和功能2共价结构

第2章核酸的结构和功能细胞的遗传物质核酸的化学组成与共价结构DNA的二级结构DNA分子的高级结构真核生物的染色体及其组装RNA的高级结构核酸的变性、复性与分子杂交研究核酸的常用方法2.2核酸的共价结构即核酸的一级结构,指核苷酸序列.3’5’53

一级结构的表示法：

结构式，线条式，字母式一级结构的走向的规定为5´→3´

DNA一级结构5´3´OHOHOH5´3´RNA一级结构一级结构的表示法5´3´结构式5´3´

p

p

p

pOH3´ACTG1´线条式5´

ACTGCATAGCTCGA3´字母式

DNA一级结构的概念：指DNA分子中的核苷酸排列顺序

不同生物借此贮存遗传信息决定DNA的二级结构和高级结构DNA携带两种遗传信息：

a、编码蛋白质和RNA的信息(编码tRNA、rRNA)

b、编码基因选择性表达的信息RNA的功能：P17三DNA的二级结构DNA双螺旋模型的提出双螺旋模型的特征维持DNA双螺旋的作用力双螺旋结构的其他形式

3.1DNA双螺旋模型的提出（doublehelixmodel）

a、1938Astbury&Bell首次用X－射线分析DNA

b、1950ChargaffA+G/T+C=1

A+T≠G+C

d、1952AlexanderTodd

发现了核苷酸和核苷酸之间由磷酸二酯键连接e、1952M.H.F.Wilkins&RosalindFranklin

得到了高度定向的DNA纤维的X-射线照片

c、1950Pauling&Covey建立了蛋白质的α-螺旋模型依据1953Watsosn&Crick

右手B-DNADoublehelixModel

提出Fig.WatsonandCrick’spaperinNature1953.1962年，Wilkins、Watson和Crick共获诺贝尔奖。1962:NobelPrizeinPhysiologyandMedicineJamesD.WatsonFrancisH.CrickMauriceH.F.WilkinsWhatabout?RosalindFranklin3.2双螺旋模型的特征

①主链；②碱基互补配对；③螺旋参数;④

大沟和小沟5´3´5´3´①主链②碱基配对C-GT-A直径2nm

③双螺旋模型参数螺距为3.4nm

每圈有10nt

碱基堆积距离是0.34nm

螺旋转角是36度Twist36°④

大沟和小沟计算机模拟DNA双螺旋结构（蓝色）大沟中结合着肽（红色）双螺旋中的大沟对于DNA和蛋白质结合时的相互识别很重要，在沟内可以辨认碱基的顺序。

氢键

碱基堆积力

其他作用因素3.3维持DNA双螺旋的作用力

3.4双螺旋结构的其他形式三种DNA双螺旋构象比较A-DNAZ-DNAB-DNAABZ外型粗短适中细长螺旋方向右手右手左手螺旋直径2.55nm2.37nm1.84nm碱基直升0.23nm0.34nm0.38nm每圈碱基数111012碱基倾角2000070大沟很窄很深很宽较深平坦小沟很宽、浅窄、深较窄很深DNA的双螺旋结构的意义

该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。四DNA分子的高级结构单链核酸形成的二级结构反向重复序列与二级结构三股螺旋的DNADNA的四链结构与端粒DNA的超螺旋结构DNA的精细结构4.1单链核酸形成的二级结构发夹反转重复（invertedrepeated)：由反方向互补的两个DNA片段组成，两个反转重复序列又叫回文序列(palindromesequence)。镜像重复(mirrorrepeat)：由反方向完全相同的两个序列组成。直接重复(directrepeat)：由同一方向完全相同的两个序列组成。正向重复序列、顺向重复序列。4.2反向重复序列与二级结构4.3三股螺旋DNA（triplehelix）三链DNA（triplestrandsDNA，tsDNA）1957年由Felesnfeld及Davis首先发现。三条链均为同型嘌呤（homopurine，Hpu）或同型嘧啶（h