生物化学第二章核酸化学1知-结构.ppt

（2） 镜象结构 所谓镜象结构就是指DNA某一片段在一条链上出现颠倒重复的序列。 多嘌呤-多嘧啶的镜象序列可形成三螺旋结构(H-螺旋或Hoogsteen螺旋): 该螺旋常处在许多真核细胞基因的表达调节区。可能与基因表达的调节有关. 3、核苷 戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷，通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。 4、核苷酸及其衍生物的结构 （1）核苷酸的结构式如下图 （2）脱氧核苷酸的结构如下图所示： （3） (脱氧)核苷二磷酸、(脱氧)核苷三磷酸、双脱氧核 苷酸的结构 ADP、ATP是生物体中重要的能量转换体。 ddNTP在DNA的序列测定中使用。 （4）环化核苷酸cAMP、cGMP：被称为第二信使，有放大激素的作用。 （5）、辅酶：NAD+、NADP+、FAD、FMN、HSC0A是核酸的衍生物，在物质代谢和能量代谢中起重要作用。 一、DNA一级结构 核酸分子中核苷酸的连接方式：3‘,5’-磷酸二酯键 (一) DNA一级结构的概念 概念：构成DNA的脱氧核苷酸按照一定的排列顺序，通过3’,5’-磷酸二酯键相连形成的线形结构。 (二) 真核生物基因组结构特点 1.真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的(即双倍体，diploid)，即有两份同源的基因组。 2.真核细胞基因转录产物为单顺反子(monocistron)，即一个结构基因转录、翻译成一个mRNA分子，一条多肽链。 3. 存在大量重复序列，即在整个DNA中有许多重复出现的核苷酸顺序，重复序列长度可长可短，短的仅含两个核苷酸，长的多达数百、乃至上千。重复频率也不尽相同： （1） 高度重复序列：重复频率可达106次，约5～100bp，这种序列G-C含量高于DNA的其它结构，因此在氯化铯密度梯度离心时，常在DNA的主峰旁显示一个小峰，此小峰称为卫星峰，故将这部分DNA称为卫星DNA。 （2） 中度重复序列：重复频率可达103～104次，长度约100～300bp，rRNA基因、tRNA基因、组蛋白基因等，大多为中度重复序列。此外在这类重复序列中，还有一类可移动的片段，称为逆转座子（retroposon），它们可能在进化过程中发挥重要作用。 （3） 单拷贝或低度重复序列：指在整个基因组中只出现一次或很少几次的核苷酸序列。在真核细胞中，除组蛋白以外，其它所有蛋白质都是由DNA中这种单拷贝序列决定的。这种序列大小不等，每一个顺序决定一个蛋白质的结构，称之为结构基因。在人基因组中占约60～65%，因此所含信息量最大。 4. 基因组中不编码的区域多于编码区域。  5. 基因是不连续的，在真核生物结构基因的内部存在许多不编码蛋白质的间隔序列(intervening sequences)，称为内含子(intron)，编码区则称为外显子(exon)。内含子与外显子相间排列，转录时一起被转录下来，然后RNA中的内含子被切掉，外显子连接在一起成为成熟的mRNA，作为指导蛋白质合成的模板。  6. 基因组远大于原核生物的基因组。 （三）原核生物基因组结构特点 1.基因组较小，没有核膜包裹，且形式多样，如病毒基因组可能是DNA，也可能是RNA，可能是单链的，也可能是双链的，可能是闭环分子，也可能是线性分子；细菌染色体基因组则常为环状双链DNA分子，并与其中央的RNA和支架蛋白构成一致密的区域，称为类核(nucleoid)。 2.功能相关的结构基因常常串连在一起，并转录在同一个mRNA分子中，称为多顺反子mRNA(polycistronic mRNA)，然后再加工成各种蛋白质的模板mRNA。 3. DNA分子绝大部分用于编码蛋白质，不编码部分(又称间隔区)通常包含控制基因表达的顺序。例如，噬菌体ψX 174中只有5%是非编码区。 4. 基因重叠是病毒基因组的结构特点，即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子。  5. 除真核细胞病毒外，基因是连续的，即不含内含子序列。 二、DNA的二级结构 ?? （一）DNA的碱基组成（Chargaff法则） 本世纪20年代，Levene研究了核酸的化学结构并提出四核苷酸假说；40年代末，Avery,Hershey和Chase的实验严密地证实了DNA就是遗传物质；50年代初，Chargaff应用紫外分光光度法结合纸层析等简单技术，对多种生物DNA作碱基定量分析，发现DNA碱基组成有如下规律： 不同生物来源的DNA四种碱基比例关系 DNA来源 腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） （A+T）/（G+C） 大肠杆菌 25.4 24.8 24.1 25.7 1.01