1,DNA,的分子结构,种 类,分 布,功 能,DNA,原核生物：核质区,真核生物：95%在细胞核，5%在线粒体和叶绿体,遗传信息的载体,RNA,t RNA,原核生物：细胞质,真核生物：75%在细胞质、15%在线粒体和叶绿体、10%在细胞核,携带、转移,aa,m RNA,蛋白质合成的模板,r RNA,核糖体的主要成分,核苷酸的结构,核苷酸,磷酸,核苷,戊糖,碱基,核糖,脱氧核糖,嘌呤,嘧啶,核苷酸的结构,1、戊 糖,RNA,中,D-,核糖,DNA,中,D-2-,脱氧核糖,核苷酸的结构,2、碱 基,RNA,中的4种碱基,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,尿嘧啶,DNA,中的4种碱基,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,核苷酸的结构,6-氨基嘌呤,2-,氨基-6-氧嘌呤,腺嘌呤,鸟嘌呤,核苷酸的结构,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,核苷酸的结构,3、磷 酸,HO,P,O,HO,HO,核苷酸的结构,核 苷,戊糖第,1位碳,原子上的羟基与,嘌呤的第9位氮,原子,或与,嘧啶的第1位氮原子,形成的,b,型,N-C,糖苷键,。,腺苷,1,9,胞苷,1,1,核苷酸的结构,1,2,2,稀有核苷,形成的原因,举例,名称,代号,稀有碱基,7-甲基鸟苷,m,7,G,5-,甲基脱氧胞苷,m,5,dC,次黄嘌呤核苷,（肌苷）,I,二氢尿苷,D,修饰的戊糖,2-,O-,甲基胞苷,Cm,碱基和戊糖,不正常连结,假尿苷（,P82）,j,稀有核苷酸,核苷酸的衍生物,核苷酸除了作为核酸的基本结构单元外，它们在机体中还行使着许多重要的生理功能。,能量分子：,ATP,、,GTP,第二信使：,cAMP,辅酶：,FAD,、,NADH,、,CoA,DNA,分子上核苷酸（碱基）的排列顺序，四种脱氧核苷酸通过,3,5,-磷酸二酯键,连接起来的多核苷酸链。,一.,DNA,的一级结构,1.核苷酸之间的连结方式,一.,DNA,的一级结构,无分枝,的长链。,2.多聚脱氧核苷酸链的结构,由糖-磷酸相互间隔连接，构成主链；碱基连接在主链的核糖上，形成侧链。,具有,方向性,。两个末端分别为5端和3端。,在天然,DNA,中，5端常为磷酸，3端为游离羟基。,一.,DNA,的一级结构,DNA,的二级结构是指,DNA,的,双螺旋结构,。,DNA,的双螺旋模型是由,Watson,和,Crick,两位科学家于,1953年,提出的。,（一）二级结构的概念,二.,DNA,的二级结构,1916-2004,Cambridge,1928-,Harvard University,1916-2004,London,1962,1962,1962,6,(三)双螺旋结构模型的基本特征,1.,反向平行,的双链沿中心轴盘绕成,右手螺旋,。,二.,DNA,的二级结构,10,(三)双螺旋结构模型的基本特征,1.,反向平行,的双链沿中心轴盘绕成,右手螺旋,。,二.,DNA,的二级结构,2.双螺旋表面形成两种凹槽：较浅的叫,小沟,，另一条叫,大沟,。,3.由糖-磷酸相互间隔连接构成的,主链,处于螺旋外侧；碱基则伸向螺旋内部，与中轴垂直。,4.双螺旋内部的碱基按规则,配对,：,A,与,T,配对，形成2个氢键；,G,与,C,配对，形成3个氢键(见下图)，称为碱基互补配对，双螺旋的两条链则呈互补关系。,二.,DNA,的二级结构,(三)双螺旋结构模型的基本特征,二.,DNA,的二级结构,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,5.双螺旋直径为,2,nm,，,每对脱氧核苷酸残基沿纵轴旋转,36,，上升,0.34,nm,。,所以每,10,个碱基对形成一个螺旋，螺距3.4,nm。,二.,DNA,的二级结构,(三)双螺旋结构模型的基本特征,13,（四）维持双螺旋结构稳定性的力,互补碱基之间的氢键,碱基堆集力：,碱基堆集成非极性的区域，相互间产生,疏水作用,和范德华力,离子键,二、,DNA,的二级结构,（,五）,DNA,双螺旋构象的多态性,二.,DNA,的二级结构,在生理状态及在溶液中，,DNA,一般为,B,型,，即,Watson&Crick,提出的模型。,当水合的,DNA,脱水时，转变为,A,型,。,还有,Z,型,的,DNA。,首先在富含,GC,的,DNA,短片段中发现，后来证明天然,DNA,中也有,。,类型,A-DNA,B-DNA,Z-DNA,旋转方向,右,右,左,螺旋直径,2.3,2.0,1.8,螺距,2.8,3.4,4.5,bp,/,转,11,10,12,碱基对间距,0.255,0.34,0.37,碱基倾角,20,0,7,1.DNA,超螺旋的概述,三.,DNA,的三级结构,双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构,主要指超螺旋结构,1.DNA,超螺旋的概述,三.,DNA,的三级结构,正常的螺旋处于能量最低状态，螺旋中没有张力而处于松弛状态。,如果,额外,增加或减少,螺旋圈数，就会使螺旋内部,产生张力,，导致其扭曲而形成超螺旋。,1.DNA,超螺旋的概述,与,DNA,双螺旋内部缠绕方向的相反向扭转，松解扭曲压力，二级结构处于,松缠,状态。,与,DNA,双螺旋内部缠绕相同的方向扭转，,二级结构处于,紧缠,状态。,三.,DNA,的三级结构,正超螺旋,负超螺旋,2.DNA,超螺旋的特点,1）环状,DNA,分子,双螺旋扭曲而形成麻花状的超螺旋结构。,2）线状,DNA,分子,双螺旋与蛋白质结合后扭曲盘绕而形成螺旋的超螺旋结构。,三.,DNA,的三级结构,3.DNA,超螺旋的生物学意义,DNA,被压缩和包装，使其体积大大减小,增加了,DNA,的稳定性,可能与复制和转录的调控有关,三.,DNA,的三级结构,