DNA的二级结构.PDF

DNA 的 二 級 結 構 • DNA 雙螺旋結構的主要依據 • DNA 雙螺旋結構的要點 • DNA 雙螺旋結構與DNA 複製 1944 年 Avery 等的重要發現，首次嚴密地證 實了 DNA 就是遺傳物質的事實。 隨後，一些研 究逐步肯定了核酸作爲遺傳物質在生物界的普遍 意義。至50 年代初，已經對DNA 和RNA 中的化 學成分, 鹼基的比例關係及核苷 酸之間的連接鍵 等重要問題有了明確的認識。在此背景下，研究 者們面臨著一個揭示生命奧秘的十分關鍵且誘人 的命題：作爲遺傳載體的DNA 分子，應該具有怎 樣的結構？1953 年，Watson 和 Crick 以非凡的洞 察力，得出了正確的答案。他們以立體化學上的 最適構型建立了一個與DNA－X 射線繞射資料相 符的分子模型－DNA 雙螺旋結構模型。這是一個 能夠在分子基礎上闡述遺傳(基因複製)基本特徵 的 DNA 二級結構。 它使長期以來神秘的基因成 爲了真實的分子實體，是分子遺傳學誕生的標 誌，並且開拓了分子生物學發展的未來。 DNA 雙螺旋結構的主要依據： 50 年代初的核酸研究現狀已經使人們普遍接受了這樣的觀點：多核苷 酸的 特定序列是遺傳信息所在。儘管當時還沒有任何能直接說明這一點及其它基因作 用原理的實驗根據，但這一概念，無疑對設想DNA 結構是非常重要的。可以說， Watson 和 Crick 提出的模型是在人們意識到核酸重要性的歷史條件下，集各項 DNA 研究成果於一體的産物。但對建立 DNA 雙螺旋結構有直接影響的主要是 以下兩方面的依據： (1)Chatgaff 對 DNA 鹼基組成的研究結果：1949-1951 年間，Chatgaff 應用 紫外分光光度法結合紙層析等技術，對不同來源的DNA 進行了鹼基定量分析， 得出了組成 DNA 的四種鹼基的比例關係(見下表)。從中可發現鹼基組成的下列 共同規律：(1)以摩爾含量表示，不同來源的DNA 都存在著這種關係，即[A]=[T] 和[C]≡[G]；(2) 不同物種組織 DNA 在總鹼基組成上有很大的變化，表現在 A+T/G+C 比值的不同，但同種生物的不同組織 DNA 鹼基組成相同；(3)嘌呤鹼 44 分子生物學總論 陳世明 整理 基的總和與嘧啶鹼基的總和相等。 這些發現不僅爲 DNA 能攜帶遺傳信息的論 點提供了依據，而且爲DNA 結構模型中的鹼基配對原則奠定了基礎。 (A+T) DNA 來源 腺嘌呤 胸腺嘧啶 鳥嘌呤 胞嘧啶 /(G+C) 大腸桿菌 25.4 24.8 24.1 25.7 1.01 小麥 26.8 28.0 23.2 22.7 1.2 1 鼠 29.7 25.6 2 1.9 22,8 1.2 1 豬：肝 29.4 29.7 20.5 20.5 胸腺 30.0 28.9 20.4 20.7 1.43 脾 29.6 29.2 20.4 20.8 酵母 31.3 32.9 18.7 17.1 1.079 (2)Wilkins 及其同事Franklin 等用X 射線繞射方法獲得的DNA 結構資料：X 射線繞射技術是一種在原子基礎上間接觀測晶體物質的分子結構的方法。這個研 究小組製備的高度定向的 DNA 纖維晶體能夠得到精確反映