核酸结构功能.ppt

目目 录录关于核酸的结构功能第一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 一一.核酸的发现和研究工作进展核酸的发现和研究工作进展 l l1868186818681868年年年年 Fridrich MiescherFridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素核素核素”l l1944194419441944年年年年 AveryAvery等人等人等人等人证实证实证实证实DNADNADNADNA是遗传物质是遗传物质是遗传物质是遗传物质l l1952195219521952年赫尔希噬菌体实验年赫尔希噬菌体实验年赫尔希噬菌体实验年赫尔希噬菌体实验证实证实证实证实DNADNADNADNA是遗传物质，是遗传物质，是遗传物质，是遗传物质，1969196919691969诺贝尔奖诺贝尔奖诺贝尔奖诺贝尔奖 l l1953195319531953年年年年 WatsonWatson和和和和CrickCrick发现发现发现发现DNADNADNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构的双螺旋结构l l1968196819681968年年年年 NirenbergNirenberg发现发现发现发现遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码l l1975197519751975年年年年 TeminTemin和和和和BaltimoreBaltimore发发发发现现现现逆转录酶逆转录酶逆转录酶逆转录酶l l1981198119811981年年年年 GilbertGilbert和和和和SangerSanger建建建建立立立立DNADNADNADNA测序方法测序方法测序方法测序方法l l1985198519851985年年年年 MullisMullis发明发明发明发明PCRPCRPCRPCR技术技术技术技术l l1990199019901990年年年年 美国启动美国启动美国启动美国启动人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划(HGPHGPHGPHGP)l l1994199419941994年年年年 中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动l l2001200120012001年美、英等国年美、英等国年美、英等国年美、英等国完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架第二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录Friedrich Miescher(1844-1895)In 1869,Friedrich Miescher,a surgeon discovered the nucleic acid that exis in pus cell.The work was done in the laboratory of Felix Hoppe-Seyler.He died in Davos on the August 26th,1895.第三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录英国微生物学家英国微生物学家英国微生物学家英国微生物学家格里菲斯肺炎双球菌实验格里菲斯肺炎双球菌实验格里菲斯肺炎双球菌实验格里菲斯肺炎双球菌实验 第四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录Oswald Avery（18771955）非非非非致致致致病病病病肺肺肺肺炎炎炎炎球球球球菌菌菌菌致致致致病病病病肺肺肺肺炎炎炎炎球球球球菌菌菌菌rough pneumococcussmooth pneumococcus第五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录19521952年，赫尔希证明了进入细菌细胞的是噬菌体的核酸年，赫尔希证明了进入细菌细胞的是噬菌体的核酸年，赫尔希证明了进入细菌细胞的是噬菌体的核酸年，赫尔希证明了进入细菌细胞的是噬菌体的核酸第六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核核 酸酸(nucleic acid)(nucleic acid)是以是以核苷酸核苷酸为基本组成单位的生物为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。大分子，携带和传递遗传信息。第七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核酸的分类及分布核酸的分类及分布 (deoxyribonucleic(deoxyribonucleic(deoxyribonucleic(deoxyribonucleic acid,DNA)acid,DNA)acid,DNA)acid,DNA)(ribonucleic(ribonucleic(ribonucleic(ribonucleic acid,RNA)acid,RNA)acid,RNA)acid,RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型体的基因型体的基因型体的基因型(genotype)(genotype)(genotype)(genotype)。参与细胞内参与细胞内参与细胞内参与细胞内DNADNADNADNA遗传信息的表遗传信息的表遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒达。某些病毒达。某些病毒RNARNARNARNA也可作为遗也可作为遗也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载体。传信息的载体。传信息的载体。90%90%90%90%以以以以上上上上分分分分布布布布于于于于细细细细胞胞胞胞核核核核，其其其其余余余余分分分分布布布布于于于于核外核外核外核外如线粒体，叶绿体，质粒等。如线粒体，叶绿体，质粒等。如线粒体，叶绿体，质粒等。如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。第八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第一节第一节核酸的组成及一级结构核酸的组成及一级结构The Component and Structure of Nucleic AcidThe Component and Structure of Nucleic Acid第九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录一、核酸的元素组成一、核酸的元素组成C C、H H H H、O O、N N、P P（9-10%9-10%）核酸的元素组成有两个特点：核酸的元素组成有两个特点：核酸的元素组成有两个特点：核酸的元素组成有两个特点：1).1).1).1).一般不含一般不含一般不含一般不含S S S S 2).P 2).P 2).P 2).P含量较多，并且恒定（含量较多，并且恒定（含量较多，并且恒定（含量较多，并且恒定（9%-10%9%-10%）因此，实验室中用因此，实验室中用定磷法定磷法进行核酸的定量分进行核酸的定量分进行核酸的定量分进行核酸的定量分析。（析。（析。（析。（DNA9.9%DNA9.9%、RNA9.5%RNA9.5%RNA9.5%RNA9.5%）第十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基水水解解二、核苷酸二、核苷酸第十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核核 酸酸代表代表代表代表戊糖戊糖戊糖戊糖，对，对，对，对DNADNADNADNA而言为脱氧核糖而言为脱氧核糖而言为脱氧核糖而言为脱氧核糖，对，对，对，对RNARNARNARNA而言为而言为而言为而言为核糖核糖核糖核糖；代表代表代表代表碱基碱基碱基碱基 代表代表代表代表磷酸基磷酸基磷酸基磷酸基核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸第十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录嘌呤嘌呤(purine)腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)碱碱 基基第十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)第十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录稀有碱基稀有碱基l嘌呤嘌呤次黄嘌呤、次黄嘌呤、1-1-甲基次黄嘌呤、甲基次黄嘌呤、N N2 2、N N2 2-二甲基鸟嘌呤。二甲基鸟嘌呤。l嘧啶嘧啶5-5-甲基胞嘧啶、甲基胞嘧啶、5-5-羟甲基胞嘧啶、二羟甲基胞嘧啶、二氢尿嘧啶、氢尿嘧啶、4-4-巯尿嘧啶巯尿嘧啶l都是基本碱基的都是基本碱基的化学修饰型化学修饰型(甲基化甲基化)。第十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录鸟嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤1-甲基次黄嘌呤甲基次黄嘌呤第十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 胞嘧啶（胞嘧啶（C）CH35-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶第十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录戊戊 糖糖12345核糖核糖(ribose)脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)第十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录NONO尿苷尿苷11OHOCH2H HHHOH OH23451脱氧腺苷脱氧腺苷9NNNNNH2OH HOHOCH2H HHH2345核苷核苷 戊戊糖糖与与嘧嘧啶啶或或嘌嘌呤呤碱碱以以C-NC-N糖糖苷苷键键连连接接而而形形成成的的糖糖苷苷就就称称为为核核苷苷，通通常常是是戊戊糖糖的的C C1 1与与嘧嘧啶啶碱碱的的N N1 1或或嘌嘌呤呤碱碱的的N N9 9相相连接。连接。第十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录l l核苷：核苷：A,G,U,CA,G,U,Cl l脱氧核苷：脱氧核苷：dA,dG,dT,dCdA,dG,dT,dC第二十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 核苷酸核苷酸核苷核苷（脱氧核苷）和磷酸以脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。第二十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核苷酸磷酸碱基戊糖第二十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录OOHOHOHHOCH2HH2 2OOHH2 2OO碱基碱基碱基碱基磷酸磷酸磷酸磷酸戊糖戊糖戊糖戊糖糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键酯键酯键酯键酯键第二十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录12345酯酯 键键（对（对DNA为为H）碱基连接（糖苷键）碱基连接（糖苷键）第二十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录5端端3端端三、核苷酸的连接三、核苷酸的连接方式方式 核苷酸之间以核苷酸之间以3 3 ,5 5 磷酸二酯键连磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，接形成多核苷酸链，即核酸。即核酸。CGA第二十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录l l多聚核苷酸是通过一个核苷酸的多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C C3 3-OH-OH 与与另一分子核苷酸的另一分子核苷酸的5-5-磷酸基形成磷酸基形成3,5-3,5-磷酸二酯键相连而成的链状聚合磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。物。5533第二十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第二十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第二十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录l l多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5353或是或是3535。l l5-5-磷酸端（常用磷酸端（常用5-P5-P表示）；表示）；3-3-羟基端羟基端（常用（常用3-OH3-OH表示）表示）第二十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录三、核酸的一级结构三、核酸的一级结构定义定义核核酸酸中中核核苷苷酸酸的的排排列列顺序。顺序。由由由由于于于于核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸间间间间的的的的差差差差异异异异主主主主要要要要是是是是碱碱碱碱基基基基不不不不同同同同，所所所所以以以以也也也也称称称称为为为为碱基序列碱基序列碱基序列碱基序列。55端端33端端C CG GA A第三十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录核酸一级结构的表示方法核酸一级结构的表示方法结构式结构式/线条式线条式/字母式字母式（1 1）结构式）结构式（碱基用单字母表示）（碱基用单字母表示）（碱基用单字母表示）（碱基用单字母表示）第三十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录戊糖戊糖戊糖戊糖3-OH3-OH3-OH3-OH5-5-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸P P P PA A A A核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸55553333首端首端首端首端末端末端末端末端P P P PP P P PP P P PP P P PP P P PP P P P A G C T G CA G C T G CA G C T G CA G C T G C OH OH OH OH（2 2）线条式）线条式（碱基用单字母表示（碱基用单字母表示（碱基用单字母表示（碱基用单字母表示 磷酸基团用磷酸基团用磷酸基团用磷酸基团用P P P P表示）表示）表示）表示）第三十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录（3 3）字母式）字母式（单字母（单字母（单字母（单字母ATGCATGCATGCATGC在式中表示脱氧核苷，省略在式中表示脱氧核苷，省略在式中表示脱氧核苷，省略在式中表示脱氧核苷，省略d d d d）5 T G C A C 3 第三十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录四、真核细胞染色质四、真核细胞染色质DNA与原核生物与原核生物DNA的一级结构特点的一级结构特点第三十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录真核细胞真核细胞DNA特点：特点：（1）重复顺序：）重复顺序：1）高度重复序列）高度重复序列 2）中度重复序列）中度重复序列 3）单一序列（单顺反子）单一序列（单顺反子）一条一条mRNA链上有一个编码区链上有一个编码区（2）间隔顺序与插入顺序）间隔顺序与插入顺序（3）回文结构）回文结构第三十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第三十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录原核生物原核生物DNA特点特点（1）基因重叠）基因重叠（2）多顺反子，一条）多顺反子，一条mRNA链上有多个编码区链上有多个编码区（3）基因连续）基因连续第三十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第二节第二节DNADNA的空间结构与功能的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNADimensional Structure and Function of DNA第三十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录lDNA的二级结构的二级结构-双螺旋结构双螺旋结构DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义双螺旋结构的研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点lDNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装的超螺旋结构及其在染色质中的组装DNA的超螺旋结构的超螺旋结构原核生物原核生物DNA的高级结构的高级结构DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装lDNA的功能的功能第三十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA的碱基组成特点的碱基组成特点ChargaffChargaffChargaffChargaff定律定律定律定律1.1.1.1.所有所有DNADNA中中,A=T,C=GA=T,C=GA=T,C=GA=T,C=G(摩尔数摩尔数摩尔数摩尔数););););即即A+G=C+TA+G=C+TA+G=C+TA+G=C+T2.2.2.2.不同生物种属的碱基组成不同不同生物种属的碱基组成不同(即具有种属特异性即具有种属特异性即具有种属特异性即具有种属特异性)3.3.3.3.同一个体同一个体,不同器官不同组织的不同器官不同组织的DNADNA具有相同的碱具有相同的碱基组成基组成(没有组织器官的特异性没有组织器官的特异性)4.DNA4.DNA的碱基组成不随年龄的碱基组成不随年龄的碱基组成不随年龄的碱基组成不随年龄,营养状况及环境的改变而营养状况及环境的改变而改变改变.(一一)DNA)DNA双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景第四十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月 碱基组成分析碱基组成分析Chargaff 规则：规则：A=TG C 碱基的理化数据分析碱基的理化数据分析A-T、G-C以以氢键氢键配对较合理配对较合理 DNA纤维的纤维的X-线衍射图谱分析线衍射图谱分析 目目 录录第四十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNA的二级结构的二级结构双螺旋结构双螺旋结构第四十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA的二级结构的二级结构（双螺旋）（双螺旋）DNA的二级结构指的二级结构指DNA的双螺旋结构。的双螺旋结构。第四十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第四十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 Maurice Wilkins Maurice Wilkins Rosalind Franklin Rosalind FranklinX X衍射衍射衍射衍射DNADNA照片照片照片照片x-ray diffration of wet DNA x-ray diffration of wet DNA showing the B form double showing the B form double helix taken by Rosalind helix taken by Rosalind FranklinFranklin第四十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月（二）（二）DNADNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953）uuDNADNADNADNA分分子子由由两两条条相相互互平平行行但但走走向向相相反反的的脱脱氧氧多多核核苷苷酸酸链链组组成成，两两链链以以-脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核糖糖糖糖-磷磷酸酸-为为骨骨架架，以以右右右右手手手手螺螺螺螺旋旋旋旋方方式式绕绕同同一一公公共共轴轴盘盘。螺螺旋旋直直径径为为2 2nmnm，形形形形成成成成大大大大沟沟沟沟(major(major groove)groove)及小沟及小沟及小沟及小沟(minor groove)(minor groove)(minor groove)(minor groove)相间。相间。目目目目 录录录录第四十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第四十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录计算机模拟计算机模拟计算机模拟计算机模拟DNADNADNADNA双螺双螺双螺双螺旋结构（旋结构（旋结构（旋结构（蓝色蓝色蓝色蓝色）大沟中结合着肽（大沟中结合着肽（大沟中结合着肽（大沟中结合着肽（红红红红色色色色）双螺旋中的大沟对双螺旋中的大沟对于于DNADNA和蛋白质结合和蛋白质结合和蛋白质结合和蛋白质结合时的相互识别很重要时的相互识别很重要时的相互识别很重要时的相互识别很重要 ，在沟内可以辨认碱基，在沟内可以辨认碱基，在沟内可以辨认碱基，在沟内可以辨认碱基的顺序。的顺序。的顺序。的顺序。第四十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月（二）（二）DNADNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953）u碱碱基基垂垂直直螺螺旋旋轴轴居居双双螺螺旋旋内内側側，与与对对側側碱碱基基形形成成氢氢氢氢键键键键配配配配对对对对（互互互互补配对形式：补配对形式：补配对形式：补配对形式：A=T;GA=T;GA=T;GA=T;G C C C C）。uu相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm0.34nm0.34nm0.34nm，螺旋螺旋一圈螺距一圈螺距3.4nm3.4nm，一圈，一圈1010对碱对碱基。基。目目目目 录录录录第四十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录碱基互补配对碱基互补配对 TAGC第五十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 第五十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月（二）（二）DNADNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953）u氢氢键键维维持持双双链链横横向向稳稳定定性性，碱碱碱碱基基基基堆堆堆堆积积积积力力力力维维维维持持持持双双双双链链链链纵纵向向稳稳定性定性。目目目目 录录录录第五十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录双螺旋结构的稳定因素双螺旋结构的稳定因素l lDNADNA双螺旋在生理状态下十分稳定，结构不发双螺旋在生理状态下十分稳定，结构不发生变化。生变化。l l稳定稳定DNADNA双螺旋结构的主要作用力双螺旋结构的主要作用力1 1、碱基堆积力碱基堆积力碱基堆积力碱基堆积力（主要因素）（主要因素）是双螺旋中垂直方向的作用力是双螺旋中垂直方向的作用力是双螺旋中垂直方向的作用力是双螺旋中垂直方向的作用力 2 2、氢键氢键 为双螺旋中水平方向的作用力为双螺旋中水平方向的作用力3 3、离子键离子键 磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子或磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子或阳离子化合物之间所形成的盐键阳离子化合物之间所形成的盐键 。第五十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月（三）（三）DNADNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性目目 录录第五十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第五十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录双螺旋双螺旋DNA的结构参数的结构参数类型类型类型类型旋旋旋旋转转转转方方方方向向向向螺旋直螺旋直螺旋直螺旋直径径径径（nmnm）螺距螺距螺距螺距（nmnm）每转碱基每转碱基每转碱基每转碱基对数目对数目对数目对数目碱基对间垂碱基对间垂碱基对间垂碱基对间垂直距离直距离直距离直距离（nmnm）碱基对与碱基对与碱基对与碱基对与水平面倾水平面倾水平面倾水平面倾角角角角A ADNADNAB BDNADNAC CDNADNA右右右右右右右右右右右右2.02.02.32.31.81.82.82.83.43.44.54.5111110109.39.30.2550.2550.340.340.3320.3322020 0 0 7 7 很多研究证明，很多研究证明，很多研究证明，很多研究证明，DNADNA不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是各种不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是各种不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是各种不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是各种各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。第五十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA双螺旋结构：双螺旋结构：DNADNA，双螺旋，正反向，互补链。，双螺旋，正反向，互补链。AT2AT2，GC3GC3，配对时，靠氢键，十碱基，转一圈，配对时，靠氢键，十碱基，转一圈，螺距螺距3434点中间。碱基力和氢键，维持螺旋点中间。碱基力和氢键，维持螺旋结构坚。结构坚。第五十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA的多螺旋结构的多螺旋结构-H-DNA-H-DNA第五十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA的三级结构的三级结构l l定义定义:DNA:DNA双螺旋的进一步扭曲或再次螺旋构成三级结构，双螺旋的进一步扭曲或再次螺旋构成三级结构，双螺旋的进一步扭曲或再次螺旋构成三级结构，双螺旋的进一步扭曲或再次螺旋构成三级结构，超螺旋是三级结构的一种形式超螺旋是三级结构的一种形式超螺旋是三级结构的一种形式超螺旋是三级结构的一种形式.原核原核原核原核 双链环状双链环状双链环状双链环状DNADNADNADNA（dcDNAdcDNAdcDNAdcDNA）病毒病毒病毒病毒 单链环状单链环状单链环状单链环状DNADNADNADNA（scDNAscDNAscDNAscDNA）单链线性单链线性单链线性单链线性DNADNADNADNA（ssDNAssDNAssDNAssDNA）第五十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录1.原核生物原核生物DNA的高级结构的高级结构第六十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录2.DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装真真核核生生物物染染色色体体由由DNA和和蛋蛋白白质质构构成成，其其基基本单位是本单位是 核小体核小体(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNADNA：约约约约200bp 200bp 组蛋白：组蛋白：组蛋白：组蛋白：H1H1H2AH2A，H2BH3H4第六十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第六十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录真核细胞染色体的DNA念珠状（线形）三级结构第六十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录2A2A2A2A组蛋白组蛋白组蛋白组蛋白H1H1H1H1 DNA 60bp-DNA 60bp-DNA 60bp-DNA 60bp-连接区连接区连接区连接区组蛋白组蛋白组蛋白组蛋白H H H H2B2B2B2B3 3 3 34 42 2 8 8 8 8聚体聚体聚体聚体DNA 145bpDNA 145bp核小体核小体核小体核小体串珠样结构串珠样结构串珠样结构串珠样结构 （7 7 7 7倍倍倍倍）空心螺线管空心螺线管空心螺线管空心螺线管 （6 6 6 6倍倍倍倍）超级螺线管超级螺线管超级螺线管超级螺线管 （40404040倍倍倍倍）进一步螺旋盘旋进一步螺旋盘旋进一步螺旋盘旋进一步螺旋盘旋染色单体染色单体染色单体染色单体（5 5 5 5倍倍倍倍）6 6 6 61201201201201.71.71.71.7米长的米长的米长的米长的DNADNADNADNA双螺旋经双螺旋经双螺旋经双螺旋经8400840084008400倍压缩，倍压缩，倍压缩，倍压缩，生成生成生成生成46464646个染色单体（长约个染色单体（长约个染色单体（长约个染色单体（长约200nm200nm200nm200nm的超的超的超的超螺旋结构）储存于细胞核中。螺旋结构）储存于细胞核中。螺旋结构）储存于细胞核中。螺旋结构）储存于细胞核中。真核生物核小体染色单体真核生物核小体染色单体第六十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第六十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第六十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录第六十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录三、三、DNADNA的功能的功能DNADNA的的基基本本功功能能是是以以基基因因的的的的形形形形式式式式荷荷荷荷载载载载遗遗遗遗传传传传信信信信息息息息，并并并并作作作作为为为为基基基基因因因因复复复复制制制制和和和和转转转转录录录录的的的的模模模模板板板板。它它它它是是是是生生生生命命命命遗遗遗遗传传传传的的的的物物物物质质质质基基基基础础础础，也也也也是是是是个个个个体体体体生生生生命命命命活活活活动动动动的的的的信信信信息息息息基基基基础础础础。又又又又具有调控其他基因表达活性的功能。具有调控其他基因表达活性的功能。具有调控其他基因表达活性的功能。具有调控其他基因表达活性的功能。基基基基因因因因从从从从结结结结构构构构上上上上定定定定义义义义，是是是是指指指指DNADNADNADNA分分分分子子子子中中中中的的的的特特特特定定定定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。第六十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录基因座基因座等位基因等位基因复等位基因复等位基因纯合纯合杂合杂合基因组基因组第六十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 第三节第三节 RNA的结构与功能的结构与功能Structure and Function of RNA第七十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录DNADNA和和RNARNA的异同点的异同点l l相同点相同点:1.1.1.1.都是由许多单核苷酸组成的多核苷酸链都是由许多单核苷酸组成的多核苷酸链都是由许多单核苷酸组成的多核苷酸链都是由许多单核苷酸组成的多核苷酸链;2.2.2.2.核苷酸之间也是以核苷酸之间也是以核苷酸之间也是以核苷酸之间也是以3,53,53,53,5磷酸二酯键相连接磷酸二酯键相连接,也具有也具有方向性方向性;第七十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录l l不同点不同点:1.RNA1.RNA分子中的戊糖是核糖分子中的戊糖是核糖分子中的戊糖是核糖分子中的戊糖是核糖,DNA,DNA是脱氧核糖是脱氧核糖是脱氧核糖是脱氧核糖;2.RNA 2.RNA 2.RNA 2.RNA分子中的碱基组成是分子中的碱基组成是分子中的碱基组成是分子中的碱基组成是A,G,C,U;A,G,C,U;而而DNADNADNADNA分子中是分子中是分子中是分子中是A,G,C,TA,G,C,T 3.RNA 3.RNA分子常常以单链形式存在分子常常以单链形式存在分子常常以单链形式存在分子常常以单链形式存在,而而而而DNADNA分子一般以双分子一般以双分子一般以双分子一般以双链形式存在链形式存在链形式存在链形式存在;4.RNA 4.RNA 4.RNA 4.RNA分子要比分子要比分子要比分子要比DNADNADNADNA要小的多要小的多要小的多要小的多 第七十二张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录RNA的种类、分布、功能的种类、分布、功能第七十三张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录1 1、信使、信使RNARNA的结构与功能的结构与功能l l概况概况：1)1)是合成蛋白质的模板是合成蛋白质的模板是合成蛋白质的模板是合成蛋白质的模板,它种类多它种类多,含量少含量少含量少含量少,仅占仅占RNARNA总量的总量的总量的总量的3-5%3-5%。mRNAmRNA的组成单位的组成单位的组成单位的组成单位A A，G GG G，C C C C，U4U4种碱种碱基构成的基构成的4 4种单核苷酸，即种单核苷酸，即种单核苷酸，即种单核苷酸，即AMPAMPAMPAMP，GMPGMP，CMPCMPCMPCMP和和UMPUMPUMPUMP。它们按照一定的顺序通过磷酸二酯键相连。它们按照一定的顺序通过磷酸二酯键相连形成的一条多核苷酸链。形成的一条多核苷酸链。第七十四张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录l l2).2).真核生物的真核生物的真核生物的真核生物的mRNAmRNAmRNAmRNA是由它的前体不均一核是由它的前体不均一核RNA(hnRNA)RNA(hnRNA)RNA(hnRNA)RNA(hnRNA)在细胞核内经过剪切而成并移位到细在细胞核内经过剪切而成并移位到细在细胞核内经过剪切而成并移位到细在细胞核内经过剪切而成并移位到细胞质中。成熟的胞质中。成熟的胞质中。成熟的胞质中。成熟的mRNAmRNAmRNAmRNA由编码区和非编码区组成的。由编码区和非编码区组成的。(编码区是指能够指导编码区是指能够指导编码区是指能够指导编码区是指能够指导ProPro生物合成的有用序列，而生物合成的有用序列，而生物合成的有用序列，而生物合成的有用序列，而非编码区是指不能指导非编码区是指不能指导非编码区是指不能指导非编码区是指不能指导ProPro生物合成的无用序列生物合成的无用序列生物合成的无用序列生物合成的无用序列)第七十五张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录真核生物基因是断裂基因真核生物基因是断裂基因(splite gene)(splite gene)(splite gene)(splite gene)C CA AB BD DIntronIntronIntronIntron内含子内含子内含子内含子ABCDABCD为外显子为外显子,exon,exon真核生物结构基因，由若干个编真核生物结构基因，由若干个编真核生物结构基因，由若干个编真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续码区和非编码区互相间隔开但又连续码区和非编码区互相间隔开但又连续码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，镶嵌而成，去除非编码区再连接后，镶嵌而成，去除非编码区再连接后，镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。白质，这些基因称为断裂基因。白质，这些基因称为断裂基因。白质，这些基因称为断裂基因。人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划(HGP)(HGP)(HGP)(HGP)第七十六张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月hnRNA 内含子内含子(intron)mRNA *mRNA成熟过程成熟过程 外显子外显子(exon)目目 录录第七十七张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录*mRNA*mRNA结构特点结构特点1.1.大大多多数数真真核核mRNAmRNAmRNAmRNA的的的的5555末末端端有有一一个个特特殊殊的的结结构构-帽子结构：帽子结构：帽子结构：帽子结构：7-7-7-7-甲基鸟苷三磷酸（甲基鸟苷三磷酸（甲基鸟苷三磷酸（甲基鸟苷三磷酸（m7GpppN m7GpppN m7GpppN m7GpppN）。2.2.2.2.大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的的的33末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(polyA)(polyA)(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A A A A尾。尾。(长度多为长度多为40-20040-20040-20040-200个个左右左右)第七十八张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录帽子结构帽子结构第七十九张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录mRNAmRNA核内向胞质的转位核内向胞质的转位mRNAmRNA的稳定性维系的稳定性维系翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子结构和帽子结构和多聚多聚A A尾的功能尾的功能第八十张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录3.3.真核生物真核生物mRNAmRNA的二级结构没有共同规律性的二级结构没有共同规律性,它本身可以多处折叠它本身可以多处折叠,形成局部双螺旋区或形成局部双螺旋区或发夹结构发夹结构;第八十一张，PPT共一百三十七页，创作于2022年6月目目 录录 这种由单链自身折叠形成的结构称为这种由单链自身折叠形成的结构称为这种由单链自身折叠形成的结构称为这种由单链自身折叠形成的结构称为茎环结构茎环结构。茎环结构是各种茎环结构是各