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三DNA双螺旋结构第1页/共27页第2页/共27页第2页/共26页DNA的一级结构 DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸的排列顺序，DNA顺序（或序列）是这一概念的简称。 DNA是巨大的生物高分子，如人的DNA就包含了3x10９碱基对。 第3页/共27页第3页/共26页DNA的二级结构 DNA二级结构是两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构. 分两大类:右手螺旋: A-DNA,B-DNA,C-DNA左手螺旋: Z-DNA第4页/共27页第4页/共26页第5页/共27页第5页/共26页右手DNA双螺旋之一 ——B构型 Watson和Crick所推导出来的DNA双螺旋结构在生物学研究中有深远意义。他们是以在生理盐溶液中抽出的DNA纤维在92％相对温度下进行X－射线衍射图谱为依据进行推设的。在这一条件下得出的DNA称B构型。这是细胞和水溶液中天然DNA状态。第6页/共27页第6页/共26页*B-DNA双螺旋结构的特点第7页/共27页第7页/共26页1. 两条链以一共同轴为中心，盘绕成右手螺旋结构。2. 螺旋直径为2nm。3. 亲水的脱氧核糖核磷酸构成的主链在螺旋的外侧，碱基处于螺旋内部。4. 脱氧核糖与磷酸交替排列构成了DNA主链。两条DNA链成反向平行排列，即两条链的5’、3’排列方向正好相反。5. 相邻2个碱基相距0.34nm6. 碱基是个平面环分子，在双螺旋中，碱基平面垂直于螺旋轴。 第8页/共26页第8页/共27页7. DNA的两条链通过碱基配对 。 A与T之间形成2个氢键， C与G之间形成3个氢键。第9页/共26页第9页/共27页8. 每10个碱基对旋转1圈，因此双螺旋的螺距为3.4nm。9. 由于旋转一圈（10个碱对基）是360度，相邻的2个碱基正好相差36度。第10页/共26页第10页/共27页10.链间形成螺旋形的凹槽：大沟和小沟。大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。第11页/共26页第11页/共27页维持DNA双螺旋稳定的力碱基堆积力 H键盐键（离子键）第12页/共27页第12页/共26页右手DNA双螺旋结构之二 ——A构型*第13页/共27页第13页/共26页A-DNA双螺旋结构的结构特点 螺旋紧密，每11个碱基旋转1圈；大沟变窄，小沟变宽。第14页/共27页第14页/共26页A-DNA双螺旋结构的生物学意义 大沟小沟是DNA行使功能时蛋白质的识别位点。B型DNA转变为A型DNA，蛋白质对DNA的识别也发生了相应的变化; A-DNA构象(与转录状态有关)对基因表达有重要意义。第15页/共27页第15页/共26页右手螺旋DNA:1. B-DNA:A-T丰富的DNA片段2. A-DNA(对基因表达有重要意义）a. DNA-RNA(处于转录状态的DNA)b. RNA-RNA (dsRNA)第16页/共26页第16页/共27页 左手螺旋 ——Z-DNA第17页/共26页第17页/共27页 Wang和Rich等人在研究人工合成的CGCGCG单晶的X－射线衍射图谱时分别发现左手双螺旋结构，在主链中各个磷酸根呈锯齿状排列，有如“之”字形一样，因此叫它Z构象（英文字Zigzag的第一个字母）。第18页/共27页第18页/共26页*Z-DNA双螺旋结构的结构特点1：左手螺旋，每12个碱基旋转1圈，较A-DNA拧紧。2：Z-DNA只有一个螺旋沟，它相当于B构象中的小沟，它狭而深大沟则不复存在，只有浅沟，碱基不位于双链中央。3：Z-DNA几乎不存在易被蛋白质识别的沟，凭借链外围的碱基与化学物质发生识别。第19页/共27页第19页/共26页第20页/共27页第20页/共26页Z-DNA双螺旋结构的生物学意义 DNA螺旋上沟的特征在其信息表达过程中起关键作用。调控蛋白都是通过其分子上特定的氨基酸侧链与DNA双螺旋沟中的碱基对一侧的氢原子供体或受体相互作用，形成氢键从而识别DNA上的遗传信息的。大沟所带的遗传信息比小沟多。沟的宽窄和深浅也直接影响到调控蛋白质对DNA信息的识别。Z－DNA中大沟消失，小沟狭而深，使调探蛋白识别方式也发生变化。这些都暗示Z构型的存在不仅仅是由于DNA中出现嘌呤－啶嘧交替排列之结果，也是在漫漫的进化长河中对DNA序列与结构不断调整与筛选的结果，可以影响(抑制或激活)转录酶与模板结合，调节转录。 第21页/共27页第21页/共26页Z-DNA双螺旋结构的生物学意义 现在已经有证据说明Z-DNA存在于天然DNA中。 Z-DNA在天然DNA中存在表明它应有自己独特的功能。已有一些证据表明Z-DNA的存在与基因表达调控有关。 第22页/共27页第22页/共26页 DNA高级结构 原核生物一般只有一个染色体即一个核酸分子，大多数为双螺旋结构，少数以单链形式存在，这些核酸分子多数为环状