第二章核酸与染色体的结构和性质总结.ppt

第二章 核酸与染色体的结构和性质Chapter 2 The structure and character of nucleic acids and chromosome 2.1 DNA是遗传物质 2.2 DNA的结构 2.3 染色体 2.4 RNA 2.1?? DNA是遗传物质 2.1.1? 转化实验 2.1.1.1 Griffith的发现 2.1.1.2 Avery等人的实验 2.1.2 化学实验 2.1.3 T2噬菌体实验 2.2 DNA的结构 2.2.1? DNA的一级结构 定义：DNA的一级结构指的是DNA分子内碱基的排列顺序。 ? DNA一级结构的方向性 DNA链的方向总是理解为从5－P端 到3-OH端。 DNA分子总是由脱氧核糖核苷酸组成，核糖的2位总是H。 RNA分子的核糖的2位总是－OH基。 DNA一级结构的多样性 ⑴ 编码蛋白质的遗传信息的多样性 ⑵ 用于调控的序列具有多样性 ⑶ 两种不同遗传信息的比较 ①相同点：都不是简单地以其一级结构发挥作用，而依赖于与Pro的相互作用。②不同点：编码蛋白质氨基酸组成的信息强烈依赖酶系或蛋白质结构来进行基因表达，而调控序列不仅依靠蛋白质作用而且利用自身的双螺旋空间结构的改变来负责基因活性的选择性表达。 2.2.2 DNA的二级结构 3.2.2.1 定义：DNA的二级结构指的是由两条DNA链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。 2.2.2.2 理化特性及维持二级结构稳定的力 ⑴ 主链 ⑵ 碱基对 ⑶ 大沟和小沟 ⑷ 螺距 2.2.2.3 DNA二级结构的基本特点 ⑴ DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。 ⑵ DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 ⑶ 两条链上的碱基通过氢键结合，形成碱基对。A总是与T配对，G总是与C配对。 2.2.2.4 DNA二级结构的不均一性 ⑴ DNA上的回文序列（inverted repeats） ⑵ DNA上的富含A－T序列 ⑶ 嘌呤、嘧啶的排列顺序对双螺旋稳定性影响 2.2.2.5 DNA二级结构的多样性 通常情况下，DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋的，如B－DNA、A－DNA、C-DNA等；另一类是局部的左手螺旋，如Z－DNA。 天然状态下的DNA大多为B-DNA。 1953年，Watson和Crick首次提出了DNA的反向平行双螺旋模型，该模型所描述的就是B－DNA。 2.2.3 DNA的变性和复性 2.2.3.1 呼吸作用? 双链DNA中配对碱基的氢键总是处于不停的断裂和再生状态之中，特别是稳定性较低的富含A-T的区段，氢键的断裂和再生更为明显。在微观上常常表现为瞬间的泡状结构，这种现象称为DNA的呼吸作用。 2.2.3.2 甲醛试验??? 把标准DNA放到含有甲醛的溶液当中，发现随时间推移，吸光性出现变化（增加），表示DNA由双链变成了单链。这是因为DNA上的－NH2在甲醛作用下发生了缩醛反应，使DNA双链不可逆地解开，这个过程又称为甲醛的变性作用。 定义：双螺旋DNA溶解成单链的现象称为DNA变性。 2.2.3.3 增色效应、减色效应和Tm值 单链和双链DNA的A260吸收值不同。以50μg/mlDNA溶液测量，分别为： 双链DNA?? A260=1.00 单链DNA?? A260=1.37 双链DNA缓慢加热，其溶液对紫外光的吸收值增加，叫增色效应，而单链DNA缓慢降温，其对紫外光的吸收值减少，叫减色效应。 根据DNA的变性作用，以260nm紫外光吸收值与温度变化作图，可得到一条S形曲线，在相当狭的一个范围内，增色效应出现一个跳跃。通常以紫外吸收值达到最大值的一半时的温度也就是DNA的碱基有50%发生变性时的温度称为融点Tm(melting temperature,Tm) 融点（解）温度（Melting temperature Tm ) 变性过程紫外线吸收值增加的中点称为融解温度。 生理条件下为85-95℃ 影响因素：G+C含量，pH值，离子强度，尿素，甲酰胺等 2.2.3.4 复性 变性后的DNA用某种方法处理后，使之重新形成天然DNA的过程叫做复性或退火。 复性是一个比较慢的过程。 ???? 1A???? 1B???? 1C???? 1D ....ATGA...ATGA...CCCC...ATGA.... ....TACT...TACT...GGGG...TACT.... ???? 1A??? 1B??? 1C??? 1D 2.2.4 DNA的高级结构超螺旋与拓扑异构现象 负超螺旋--拓扑异