遗传物质的结构和性质徐晋麟分子生物学.ppt

B型DNA仅仅是众多DNA双螺旋构象中的一种。在外界条件的改变下，双螺旋的构象也会改变。 模型中的碱基配对有何重要性？ ①A-T,G-C配对可形成很好的线性氢键； ②A-T对和G-C对的几何形状一样，使双链距离相近，使双螺旋保持均一； ③碱基对处在同一平面内。不论核苷酸的顺序如何，都不影响双螺旋的结构； ④为DNA半保留复制奠定了基础。  第三节DNA的结构和性质 一．DNA二级结构的稳定因素 (1)碱基对之间的氢键。 (2)碱基的堆集力。 它包括： ① 疏水作用； ② 范德华力； ③ 磷酸基的负电荷斥力； 二. 双螺旋结构的构象变异 DNA的构象现已知有 A，B，C，D，E，T，Z 7种。 引起DNA双链构象改变有以下因素： （1）核苷酸顺序； （2）碱基组成； （3）盐的种类； （4）相对湿度。 Z-DNA的发现： 1972年 Pohl et al 发现 poly(dG-dC)在高盐下旋光性发生改变； 1979年 Wang A.H-J(王惠君), A.Rich对 d(CGCGCG)单晶作X衍射分析提出Z－DNA模型 三 左旋DNA （一）Z-DNA的结构特点： （1）糖磷骨架呈“之”字形（Zigzag）走向。 （2）左旋。 (3) G的糖苷键呈顺式(Syn) ，使G残基位 于分子表面。 （4）分子外形呈波形。 (5) 大沟消失，小沟窄而深。 (6) 每个螺旋有12bp。 目前已知DNA双螺旋结构可分为A、B、C、D及Z型等数种，除Z型为左手双螺旋外，其余均为右手双螺旋。 生化专业术语委员会 建议用俯视图(N9→C1’) =0°±90 ° 时为顺式(syn) =180°±90 ° 时为反式(anti) 嘌呤核苷的扭转角为X(C4,N9，C1’,0)；嘧啶核苷的扭转角为X(C2,N1，C1’,0)。 习惯用法是： X= –60 °~0 °~120 °为顺式； X=120 ° ~180 ° ~ –60 °为反式； 核苷的顺反构象 Z－DNA存在的条件： (1) 高盐：NaCl2Mol/L, MgCl20.7 Mol/L (2) Pu,Py相间排列： （3）在活细胞中如果m5C,则无需嘌呤-嘧啶相间排列，在生理盐水的浓度下可产生Z型。 (4) 在体内多胺化合物，如精胺和亚胺及亚精胺和阳离子一样，可和磷酸基因结合，使B-DNA转变成 Z-DNA。 (5)某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷，可使DNA周围形成局部的高盐浓度和微环境。 (6)负超螺旋的存在 (三)生物学意义 (1) 可能提供某些调节蛋白的识别。啮齿 类动物病毒的复制起始部位有d（GC）有交替顺序的存在； (2)在SV40的增强子中有三段8bp的Z-DNA存在。 (3)原生动物纤毛虫，它有大、小两个核，大核有转录活性，小核和繁殖有关。Z-DNA抗体以萤光标记后，显示仅和大核DNA结合，而不和小核的DNA结合，说明大核DNA有Z-DNA的存在，可能和转录有关。 四、DNA的三级结构 所谓DNA的三级结构，是指在一二结构基础上的多聚核苷酸链上的卷曲。在一定意义上，是指双螺旋基础上的卷曲 三级结构包括链的扭结和超螺旋或者是单链形成的环或是环状DNA中的连环体 超螺旋（Supercoied） 松驰型DNA （relax form）。 超螺旋（Supercoied） DNA， 负超螺旋 正超螺旋 检测DNA三级结构的方法： 密度梯度离心 凝胶电泳 电镜观察 （一）DNA的超螺旋结构 原核生物DNA的三级结构： 绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋。如果再进一步盘绕则形成麻花状的超螺旋三级结构。 超螺旋的定量描叙 White方程： L=T+W L（Linking nnmber）：链环数或称拓扑环绕数，指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。其特点是 (1) L是整数； (2) 在 cccDNA中任何拓扑学状态中其值 保持不变； (3) 右手螺旋对L取正值。 W（Writhing number）：扭曲数，即超数旋数。 其特点是： (1)可以是非整数； (2)是变量； (3)右手螺旋时，W取负值。 T（Twisting number）：缠绕数，即双螺旋的圈数。 其特点是： (1) 可以是非整数； (2) 是变量； (3) 右手螺旋时T为正值。 超螺旋的量度可