分子生物学期末复习资料.doc

第六章 DNA和RNA的结构 一、DNA结构 DNA结构特征：两条多核苷酸链以双螺旋形式相互缠绕（反向平行） 主链：3’-5’磷酸二酯键 （磷酸二酯键赋予DNA链固有极性，由核苷酸的不对称性和他们结合的方式所决定） 互补碱基之间由氢键连接是双螺旋的一个基本特征，有助于双螺旋的热动力学稳定性和碱基配对的特异性。（G≡C A=T A、C以氨基形式存；G、T以酮式形式存在） 变性：双螺旋的两条链依靠较弱的力（非共价键）结合在一起。当DNA溶液温度高于生理温度（接近100℃）或者PH较高时，互补的两条链就可以分开，该过程称为变性。当DNA缓慢地恢复到正常的细胞环境，变性的双链会特异恢复到有生物活性的双螺旋结构（复性或退火）——其过程可逆 变性条件：高温、极端的pH或者变性剂来破坏氢键 增色效应：当DNA溶液温度升高到接近水的沸点时，光吸收值在260nm处明显增加，这种现象称增色效应。（核酸发生变性时，超螺旋结构多核苷酸转变成单链多核苷酸，对紫外光的吸收值随之增加的现象。） 减色效应是因为双螺旋DNA中的碱基堆积降低了对紫外线的吸收能力。（单链多核苷酸复性成超螺旋结构多核苷酸时，对紫外光的吸收值降低的现象。） 将DNA的光吸收对温度绘制函数曲线，吸收度增加到最大值一般时的温度叫做DNA的熔点，用Tm表示。Tm值是DNA的特征常数，取决于DNA中的G+C的百分含量和溶液中的离子强度，其值越高，Tm值越大。 二RNA结构 DNA＆RNA RNA上含有核糖，而不是2’-脱氧核糖 RNA中尿嘧啶取代胸腺嘧啶（两者区别：U缺乏5’甲基基团） RNA通常是单链的多聚核苷酸 RNA参与翻译、调控等。组成结构（如rRNA）, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。 异染色质：间期核中染色质纤维螺旋化程度高, 处于聚缩状态,碱性染料染色时着色较深的染色质组分；常染色体 染色浅而具有相对伸展的结构 3、导致真核细胞中基因密度降低的原因：基因大小（真核生物中编码蛋白质的基因区域通常是不连续的—内含子）、基因间序列（其数目的大量增加） 二、核小体（细胞生物学第十章讲述内容比较详细） 1、核小体 DNA与组蛋白结合所形成的结构 由8个组蛋白所形成的核心组成，DNA缠绕在组蛋白核心上 （组蛋白-压缩DNA） 是染色体结构的第一个层次，构成染色质的基本结构单位 用足量的微球菌核酸酶处理染色质可得到 组蛋白八聚体→核小体的核心颗粒 DNA在组蛋白八聚体上盘绕1.8圈 2、真核细胞一般包括5中组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4。组蛋白H2A、H2B、H3、H4是核心组蛋白（没有种属及组织特异性，在进化上十分保守）。两个拷贝的这几种组蛋白形成核小体的蛋白核；H1与连接DNA结合，称为连接组蛋白。（组蛋白中带正电荷的氨基酸（赖氨酸、精氨酸）含量很高） H2A与H2B、H3与H4的亲和力强，通过C端的疏水氨基酸结合 3、H1组蛋白作用：H1与核小体之间的连接DNA的相互作用，进一步加强核小体与DNA间的紧密结合，增加了对核小体DNA的保护。组蛋白H1可与DNA双螺旋的两个不同的区域结合，使DNA的两个区域紧密靠紧，增加了在组蛋白八聚体上紧密缠绕的DNA长度。H1的结合使DNA进出核小体的角度更为固定。 4、核小体组装：两个H3、H4先形成四聚体→结合两个H2A和H2B的异（源）二聚体→组蛋白八聚体 组蛋白H3?H4四聚体在核小体中占据着关键位置。分别于DNA的中部和两端结合，造成DNA高度弯曲和固定，使得DNA与H2A?H2B二聚体的结合相对容易。 组蛋白与DNA间的接触位点→氢键（都在DNA的小沟里） （没有DNA时，核心组蛋白在溶液中形成中间组装体。每种核心组蛋白都存在一个保守区域，称为组蛋白折叠域，调节这些组蛋白中间体的组装。） 5、每个核心组蛋白有一个N端延伸，称为“尾巴”。尾巴上有许多高度修饰化的位点，包括丝氨酸、赖氨酸和精氨酸残基上的磷酸化、乙酰化、甲基化与ADP核糖基化。（赖氨酸经常被乙酰基或甲基基因修饰；丝氨酸主要受磷酸化修饰） 修饰作用：①乙酰化、磷酸化降低了组蛋白尾巴整体正电荷；赖氨酸上的乙酰化降低其极性，减少了组蛋白尾巴对带负电荷的DNA骨架的亲和性。 ②组蛋白尾巴的修饰影响组蛋白束形成更为抑制状态的高级染色质结构的能力。 ③修饰的组蛋白尾巴可以招募特定蛋白染色质。 ②核小体表面发生变化，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，间接影响转录活性DNA—压缩7倍—核小体（一级结构）—压缩6倍（高度螺旋化）—螺线管(二级结构)—压缩40倍（进一步螺旋化）—超螺线管（三级结构）—压缩5倍（折叠）—染色单体（四级结构）