DNA的空间结构与功能.ppt

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1、 第三第三节 DNA DNA的空的空间结构与功能构与功能 一、一、DNA的二级结构的二级结构（一）（一）Chargaff规则规则1.A=T，G=C；2.2.不同生物种属的不同生物种属的DNADNA碱基组成不同；碱基组成不同；3.3.同一个体的不同器官或组织的同一个体的不同器官或组织的DNADNA碱基碱基组成相同。组成相同。（二）（二）DNA双螺旋结构双螺旋结构 19531953年，年，Watson Watson 和和CrickCrick以以ChargaffChargaff规则为基础，经过对规则为基础，经过对DNADNA晶体的晶体的X X射线衍射线衍射分析，提出了射分析，提出了B B型型DNAD

2、NA双螺旋模型。双螺旋模型。DNA双螺旋结构要点双螺旋结构要点:1.1.两条链反向平行，围绕同一中心轴构成两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右右手双螺旋手双螺旋（double helix)double helix)。螺旋螺旋直径直径2 2nmnm，表面有表面有大沟和小沟大沟和小沟。2.2.磷酸磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋脱氧核糖骨架位于螺旋外侧外侧，碱基垂，碱基垂直于螺旋轴而伸入直于螺旋轴而伸入内侧内侧。每圈螺旋含。每圈螺旋含1010个碱个碱基对基对（bpbp），），螺距为螺距为nmnm。3.两条链通过碱基间的氢键相连，两条链通过碱基间的氢键相连，A A对对T T有两有两个氢键，个氢键，C C对

3、对GG有三个氢键，这种有三个氢键，这种A-TA-T、C-GC-G配对的规律，称为配对的规律，称为碱基互补规则碱基互补规则。4.维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵向为碱基间的堆积力。向为碱基间的堆积力。碱基互补配对：碱基互补配对：（三）（三）DNA结构的多样性结构的多样性B B型型DNADNA双螺旋是核酸二级结构的重要双螺旋是核酸二级结构的重要形式。当改变了溶液的离子强度和相对湿度形式。当改变了溶液的离子强度和相对湿度时，时，DNADNA螺旋结构可以改变，除螺旋结构可以改变，除B B型型外，还外，还有有Z Z型型及及A A型型。在体内，不同构象的在体内，不同

4、构象的DNADNA可能与基因表可能与基因表达的调控有关。达的调控有关。三种类型三种类型DNADNA双螺旋的比较双螺旋的比较 类类型型螺旋螺旋方向方向螺距螺距(nm)(nm)每圈每圈bpbp数数螺旋螺旋直径直径骨架骨架走行走行存在条件存在条件A A型型右手右手螺旋螺旋2.32.31111变宽变宽平滑平滑体外脱水体外脱水B B型型右手右手螺旋螺旋3.43.410102nm2nm平滑平滑随机随机DNADNA生理生理条件下条件下Z Z型型左手左手螺旋螺旋4.54.51212变窄变窄锯齿锯齿型型CGCG间隔排列间隔排列区段区段 二、二、DNADNA的超螺旋结构的超螺旋结构（一）超螺旋：原核生物（一）超螺

5、旋：原核生物DNADNA的高级结构。的高级结构。（二）核小体（二）核小体（nucleosomenucleosome）真核生物染色质真核生物染色质(chromatin)DNA(chromatin)DNA是线性是线性双螺旋，它缠绕在组蛋白的八聚体上形成核双螺旋，它缠绕在组蛋白的八聚体上形成核小体。小体。核小体的组成核小体的组成：DNA：约约200bp组蛋白：组蛋白：富含富含LysLys和和ArgArg的碱性蛋白质。的碱性蛋白质。H1H2A，H2BH3H4 由许多核小体形成的由许多核小体形成的串珠样结构又进一步盘曲串珠样结构又进一步盘曲成直径为成直径为 30nm 30nm 的中空的的中空的染色质纤维

6、，称为螺线管。染色质纤维，称为螺线管。螺线管再经几次卷曲才能形螺线管再经几次卷曲才能形成染色单体。人类细胞核中有成染色单体。人类细胞核中有 46 46条染色体，这些染色体的条染色体，这些染色体的 DNA DNA总总m,m,经过这样的折叠压缩，经过这样的折叠压缩，46 46 条染色体总长亦不过条染色体总长亦不过 200nm 200nm 左右。左右。三、三、DNADNA的功能的功能 储存和携带遗传信息。作为生物遗储存和携带遗传信息。作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板。传信息复制的模板和基因转录的模板。生物体的遗传物质是生物体的遗传物质是DNADNA的证明：的证明：实验一实验一，肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌的转化实验 实验二，实验二，放射性同位素对噬菌体的标记实验放射性同位素对噬菌体的标记实验