2010年10月15日_羟甲基胞嘧啶（hm5C）课件.ppt

第14章核酸的结构 核苷酸 核酸的共价结构 DNA的高级结构 RNA的高级结构 核酸中的修饰嘧啶碱基：5-羟甲基尿嘧啶（hm5U）、5，6-二氢尿嘧啶(DHU)、4-硫尿嘧啶(s4U)、5-甲氧基尿嘧啶(mo5U)、5-氟尿嘧啶（f 5U）、5-甲基胞嘧啶（m5C）、5-羟甲基胞嘧啶（hm5C）、2-硫胞嘧啶(s2C)、N4-乙酰基胞嘧啶（ac4C）等. 修饰碱基的符号：在碱基符号的左侧以小写字母及右上角数码表示其取代基团的性质、数目及位置。 3、修饰核苷 修饰碱基与戊糖形成的核苷为修饰核苷，修饰核苷也可以修饰戊糖，主要是甲基化修饰。 常见的有： ★次黄嘌呤核苷或肌苷（I）、 ★黄嘌呤核苷（X） ★二H尿嘧啶核苷（D） ★假尿苷（ψ）为β-1，5C-C糖苷键，细胞内有特异的异构酶催化尿嘧啶转变为假尿苷。 ★Y核苷也叫W核苷是从tRNA中分离出的具有荧光的核苷。 ★Q核苷的碱基骨架为7-去氮鸟嘌呤，在第7位上连以侧链R/，不同Q 核苷R/不同。 对于修饰碱基的核苷，在核苷符号的左侧以小写字母及右上角数码表示其碱基上的取代基团的性质、数目及位置，如2-甲基腺苷表示为：m2A，N6-甲基脱氧腺苷表示为m6dA. 对于修饰糖环的核苷，在核苷符号右侧以小写字母表示，如2/－O－甲基腺苷，写为Am2； (二)RNA的一级结构(共价结构) 1、基本结构单位——核苷酸 2、连接键——3/、5/磷酸二酯键。 3、戊糖——核糖 4、碱基U替代T，此外，RNA中还有一些稀有碱基。 一级结构讨论的是核苷酸在核苷酸链上的排列顺序 5、RNA也是无分支的线型多聚核糖核苷酸。 6、RNA种类很多，结构也不一样。 （2）Wilkins（美国人）和Franklin（英国女科学家） a.不同来源的DNA具有相似的X射线衍射图谱，说明应具有相似的结构。 b.DNA具有两条或以上脱氧多核苷酸链构成的螺旋结构，且沿长轴有0.34nm和3.4nm的周期性变化。从Pauling建立的蛋白质α-螺旋也得到了启发。 十二聚体的结构与Watson和Crick的结构模型的差异: Watson和Crick模型认为每一螺旋圈含10对脱氧核苷酸,两个碱基的夹角是36o.但K.Dickerson的十二聚体中结构模型认为,两个碱基的夹角28o至42o不等,每一螺旋圈含10.4对脱氧核苷酸,分子大小的各参数也随序列不同而有所不同. (2) K.Dickerson的十二聚体中组成碱基对的两个碱基并非在同一平面上,而是沿碱基长轴旋转一定的角度,使得碱基对的形状像螺旋浆叶的样子，所以称为螺旋浆扭曲。这种结构可提高碱基堆积力,使DNA结构更稳定. 螺旋类型 (二)DNA的三股螺旋 1、1963年K. Hoogsteen(哈斯豚)首先描述了DNA的三股螺旋结构。三螺旋DNA不是DNA在自然状态下的主要结构，而是在特定的条件下某段DNA 具有的结构。 2、三股螺旋是DNA的一段双螺旋再与第三股脱氧核苷酸链结合，这段双螺旋结构特点是寡嘧啶核苷酸与寡嘌呤核苷酸形成的，第三股链为寡嘧啶核苷酸或寡嘌呤核苷酸，第三股链与双螺旋的大沟结合。 3、第三股链的碱基可与双螺旋碱基对的嘌呤碱基形成Hoogsteen配对， Hoogsteen配对规律是：第三股链的碱基A或T与A=T碱基对中的A配对，第三股链的G或C与G=C碱基对中的G配对。并且与G配对形成2个氢键。第三股链与寡嘌呤核苷酸链为同向平行。 4、第三股链可以来自分子间，也可来自分子内。 6、影响三螺旋DNA稳定性的因素 影响三螺旋DNA稳定性的因素可分为内部因素和外部因素两方面。 内部因素主要是链长、碱基序列的组成、骨架本性等因素。这些因素主要是通过影响第三条链键合时碱基配合的强度、氢键相互作用的强度以及双链受体重排时的能量大小来影响所形成的三螺旋的稳定性的。 影响三股核酸稳定性的外界因素主要包括溶液的pH值、溶液中阳离子的浓度、配基结合作用力的大小等。需要指出的是，尽管已发现在生物体内和体外都可以形成三股螺旋DNA结构，但研究各种外界因素特别是金属离子对三螺旋DNA稳定性的影响时大多是从化学的角度、在生物体外进行的；但在生物体外的研究对于指导三螺旋结构在生物体内的应用也具有很重要的意义。 （四）DNA三级结构 1、概念：DNA三级结构是指DNA双螺旋的链通过扭曲再次形成螺旋时的构象。超螺旋是DNA三级结构的常见形式。 2、超螺旋：这种DNA链扭曲再次形成的螺旋叫超螺旋，是双螺旋的螺旋。 3、环DNA的重要拓扑学特性 4、氨基酸臂，由7对核苷酸构成，富含鸟嘌呤，3/-末端为CCA-OH，5/-末端大多为pG或pC。 5、二H尿嘧啶环(D)，含8~12核苷酸，含2个二氢尿嘧啶。 6、额外环（可变环），由3~18个核苷酸构成，不同tRNA差别大。 7、TψC环