DNA的分子結(jié)構(gòu)

1,DNA的分子結(jié)構(gòu),核苷酸的結(jié)構(gòu),核苷酸,核苷酸的結(jié)構(gòu),1、 戊 糖,核苷酸的結(jié)構(gòu),2、堿 基,RNA中的4種堿基 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶,DNA中的4種堿基 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶,核苷酸的結(jié)構(gòu),6-氨基嘌呤,2-氨基-6-氧嘌呤,腺嘌呤,鳥嘌呤,核苷酸的結(jié)構(gòu),2-氧-4-氨基嘧啶,2,4-二氧嘧啶,5-甲基-2,4-二氧嘧啶,胞嘧啶,胸腺嘧啶,尿嘧啶,核苷酸的結(jié)構(gòu),3、磷 酸,核苷酸的結(jié)構(gòu),核 苷,戊糖第1位碳原子上的羥基與嘌呤的第9位氮原子或與嘧啶的第1位氮原子形成的b型N-C糖苷鍵。,核苷酸的結(jié)構(gòu),1,2,2,稀有核苷酸,核苷酸的衍生物,核苷酸除了作為核酸的基本結(jié)構(gòu)單元外，它們?cè)跈C(jī)體中還行使著許多重要的生理功能。,能量分子：ATP、GTP第二信使：cAMP輔酶：FAD、NADH、CoA,DNA分子上核苷酸（堿基）的排列順序，四種脫氧核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接起來的多核苷酸鏈。,一. DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu),1. 核苷酸之間的連結(jié)方式,一. DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu),無分枝的長(zhǎng)鏈。,2. 多聚脫氧核苷酸鏈的結(jié)構(gòu),由糖-磷酸相互間隔連接，構(gòu)成主鏈；堿基連接在主鏈的核糖上，形成側(cè)鏈。,具有方向性。兩個(gè)末端分別為5端和3端。,在天然DNA中，5端常為磷酸，3端為游離羥基。,一. DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu),DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 DNA的雙螺旋模型是由Watson和Crick兩位科學(xué)家于1953年提出的。,（一）二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),6,(三) 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的基本特征,1. 反向平行 的雙鏈沿中心軸盤繞成右手螺旋。,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),10,(三) 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的基本特征,1. 反向平行 的雙鏈沿中心軸盤繞成右手螺旋。,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),2. 雙螺旋表面形成兩種凹槽：較淺的叫小溝，另一條叫大溝。,3. 由糖-磷酸相互間隔連接構(gòu)成的主鏈處于螺旋外側(cè)；堿基則伸向螺旋內(nèi)部，與中軸垂直。,4. 雙螺旋內(nèi)部的堿基按規(guī)則配對(duì)：A與T配對(duì)，形成2個(gè)氫鍵；G與C配對(duì)，形成3個(gè)氫鍵 (見下圖)，稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)，雙螺旋的兩條鏈則呈互補(bǔ)關(guān)系。,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),(三) 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的基本特征,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),5. 雙螺旋直徑為2nm，每對(duì)脫氧核苷酸殘基沿縱軸旋轉(zhuǎn)36，上升0.34nm。所以每10個(gè)堿基對(duì)形成一個(gè)螺旋，螺距3.4nm。,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),(三) 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的基本特征,13,（四）維持雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的力,互補(bǔ)堿基之間的氫鍵,堿基堆集力：堿基堆集成非極性的區(qū)域，相互間產(chǎn)生疏水作用和范德華力,離子鍵,二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),（五） DNA雙螺旋構(gòu)象的多態(tài)性,二. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu), 在生理狀態(tài)及在溶液中，DNA一般為B型，即Watson & Crick 提出的模型。 當(dāng)水合的DNA脫水時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)锳型。 還有Z型的DNA 。首先在富含GC的DNA短片段中發(fā)現(xiàn)，后來證明天然DNA中也有。,類型A-DNAB-DNAZ-DNA 旋轉(zhuǎn)方向右右左 螺旋直徑2.32.01.8 螺距2.83.44.5 bp/轉(zhuǎn)111012堿基對(duì)間距0.2550.340.37 堿基傾角2007,1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu),雙螺旋進(jìn)一步扭曲形成的更高層次的空間結(jié)構(gòu)主要指超螺旋結(jié)構(gòu),1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu),正常的螺旋處于能量最低狀態(tài)，螺旋中沒有張力而處于松弛狀態(tài)。,如果額外增加或減少螺旋圈數(shù)，就會(huì)使螺旋內(nèi)部產(chǎn)生張力，導(dǎo)致其扭曲而形成超螺旋。,1. DNA超螺旋的概述,與DNA雙螺旋內(nèi)部纏繞方向的相反向扭轉(zhuǎn)，松解扭曲壓力，二級(jí)結(jié)構(gòu)處于松纏狀態(tài)。,與DNA雙螺旋內(nèi)部纏繞相同的方向扭轉(zhuǎn)， 二級(jí)結(jié)構(gòu)處于緊纏狀態(tài)。,三. DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu),正超螺旋,負(fù)超螺旋,2. DNA超螺旋的特點(diǎn),1）環(huán)狀DNA分子 雙螺旋扭曲而形成麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu)。,2）線狀DNA分子 雙螺旋與蛋白質(zhì)結(jié)合后扭曲盤繞而形成螺旋的超螺旋結(jié)