生物化学第13章核酸的结构.ppt

第13章 核酸的结构 核酸的组成成分 一、核苷酸 核酸中的碱基种类 嘌呤环和嘧啶环的结构 核酸中的嘌呤和嘧啶 碱基酮式和烯醇式的互变异构 稀有碱基 几种嘌呤碱基 核糖和脱氧核糖 核苷 (nucleoside) DNA和RNA中的各种核苷 核苷酸 (nucleotide) 核苷酸 (nucleotide) 多磷酸核苷酸 环化核苷酸 二、核酸的共价结构 核酸中核苷酸的连接方式 核酸结构的简写式 两种磷酸二酯酶的水解位点 三、DNA的高级结构 不同生物DNA的碱基组成Ⅰ 不同生物DNA的碱基组成Ⅱ DNA的X光衍射图 DNA的二级结构Ⅰ DNA的二级结构Ⅰ DNA分子的双螺旋结构 DNA的二级结构Ⅱ 配对碱基之间的氢键 配对碱基之间的氢键 碱基堆积力 碱基堆积力使DNA成为双螺旋 DNA其它构象的发现 Dickerson结构的差异处 Dickerson模型中碱基对的螺旋桨状扭曲 不同类型的DNA双螺旋 A－DNA DNA双螺旋的A、B、Z型 DNA双螺旋的大小沟 DNA双螺旋的A、B、Z型 DNA中糖环的构象 DNA中碱基的顺反构象 DNA中碱基的顺反构象 DNA中碱基的顺反构象 B型DNA中碱基的反式构象 Z－DNA B型DNA中的局部Z型结构 A、B、Z型 DNA结构参数的比较 DNA三股螺旋 Hoogsteen配对 DNA三股螺旋图 DNA的三级结构 DNA超螺旋的产生 电话线的超螺旋 DNA的三种形式 DNA的三种形式 DNA的超螺旋形式 不同超螺旋程度的双链环状DNA cccDNA的一些重要拓扑学特性 cccDNA的一些重要拓扑学特性 cccDNA的一些重要拓扑学特性 拓扑异构体的电泳图 环状DNA的正超螺旋 环状DNA的负超螺旋 环状DNA的不同构象 线状DNA的负超螺旋 染色体DNA中的超螺旋 拓扑异构酶的作用 DNA的十字结构 DNA与蛋白质复合物的结构 病毒的结构 细菌中的DNA 细菌拟核的突环结构 黑腹果蝇染色质的电镜照片 真核生物染色体的核小体结构 真核生物染色体DNA组装的不同层次的结构 四、RNA的高级结构 tRNA tRNA三叶草形二级结构模型 二氢尿嘧啶核苷和假尿嘧啶核苷结构式 tRNA的三级结构 tRNA的三级结构 16SrRNA和5S rRNA的二级结构 负超螺旋为右手螺旋，正超螺旋为左手螺旋。 L=-2, 负超螺旋为左手螺旋，正超螺旋为右手螺旋。 拓扑异构酶有两种类型，Ⅰ型酶能使双链超螺旋DNA转变成松弛型环状DNA，每一次催化作用可消除一个负超螺旋，即使L值增加1。Ⅱ型酶刚好相反，可使松弛型环状DNA转变成负超螺旋DNA，每催化一次使L值减少2。 有反向重复序列时可形成十字结构 生物体内的核酸通常都与蛋白质结合形成复合物，以核蛋白的形式存在。DNA存在于病毒颗粒中，细菌的拟核中，真核细胞的细胞核和线粒体、叶绿体中。由于DNA分子很长，必须以某种方式盘绕折叠后才能容纳于上述结构中。 噬菌体fd 噬菌体T2 动物病毒 染色质的基本结构单位是核小体（nucleosome），核小体的核心是一个蛋白质八聚体，由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2个组成，DNA以左手螺旋在组蛋白核心上盘绕1.8圈，共146bp。核小体之间连接DNA的长度随不同核小体而略有不同，平均每个核小体占DNA200bp。 tRNA在蛋白质生物合成中具有转运氨基酸和识别密码子的作用，它携带特定的氨基酸通过反密码子与密码子的识别，按照遗传密码的规定合成肽链，将遗传信息从RNA传到蛋白质。细胞内的tRNA种类很多，每一种氨基酸都有对应的一种或几种tRNA。 不同的tRNA由73~94个核苷酸组成 氨基酸臂 二氢 U 环 （D 环） TψC 环 额外环 （可变环） 反密码子环 反密码子 后来，K. Dickerson等人用人工合成的多聚脱氧核糖核苷酸（十二聚体）晶体进行X射线衍射分析后，认为这种十二聚体的结构与Watson和Crick模型非常相似，但在结构上并不像Watson-Crick模型那样均一。这是由于碱基序列不同，以致在局部结构上有较大差异。 （1）在Dickerson的十二聚体中，两个碱基之间的夹角可由28°至42°不等，实际平均每一圈含10.4个碱基对。分子大小的各参数也随序列不同而有变动。 （2）在Dickerson的十二聚体中，组成碱基对的两个碱基的分布并非在同一平面上，而是碱基对沿长轴旋转一定角度，从而使碱基对的形状像螺旋桨叶片那样，故称为螺旋桨状扭曲（propeller twisting）。这种结构可提高碱基堆积力，使DNA结构更稳定。 Watson和Crick模型代表DNA钠盐在较高湿度下（92%）制得的纤维的结构，该结构称为B型。由于它