核酸核酸检测技术57讲解.pptx

核酸核酸检测技术NucleicaciddetectiontechnologyDNA的结构和功能

DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸(nucleotide)嘌呤嘧啶腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNA有RNA有碱基(脱氧核糖核苷酸）磷酸核苷DNA脱氧核糖核苷酸戊糖（脱氧核糖）

DNA的一级结构是A.G.T.C四种碱基的排列次序和连接方式。一个脱氧核苷酸3?的羟基与另一个核苷酸5?的α-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiesterbond)。多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。一、DNA的一级结构

5′-末端3′-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键

交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)。DNA链的方向是5’→3’

书写方法5? POH 3?5? pApCpTpGpCpT-OH 3?线条式：字母式：5?ACTGCT3?AGTGCTPPPPP

DNA测序（DNAsequencing）是指分析特定DNA片段的碱基序列DNA一级结构的测定腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）鸟嘌呤的（G）排列方式

二、DNA的二级结构是右手双螺旋

1953年2月，沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片，这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构，而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断，并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。DNA双螺旋结构提出的历史

两条多聚核苷酸链在空间的走向呈反向平行(anti-parallel)。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋(right-handed)的结构。双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm。（一）DNA双螺旋结构模型要点DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。双螺旋结构的表面形成了一个大沟(majorgroove)和一个小沟(minorgroove)。

DNA双链模型

亲水性的骨架位于双链的外侧。疏水性的碱基位于双链的内侧。骨架与碱基

碱基配对关系称为互补碱基(complementarybasepair)。DNA的两条链则互为互补链(complementarystrand)。碱基对平面与螺旋轴垂直。（二）DNA双链之间形成了互补碱基对

碱基互补配对:鸟嘌呤（G)/胞嘧啶(C)氢键

碱基互补配对:腺嘌呤(A)/胸腺嘧啶(T)

相邻两个碱基对会有重叠，产生了疏水性的碱基堆积力(basestackinginteraction)。碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA结构的稳定。离子键对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。（三）碱基堆积力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定

DNA双螺旋结构中，相邻疏水性碱基在旋进中彼此堆积在一起相互吸引形成的作用力。碱基堆积作用力

（一）超螺旋结构体DNA在双螺旋结构基础上通过盘绕和折叠所形成的空间构象称为三级结构。三、DNA的三级结构：DNA在二级结构基础上形成超螺旋结构

原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。

真核生物DNA以非常有序的形式存在于细胞核内。在细胞周期的大部分时间里，DNA以松散的染色质(chromatin)形式存在，在细胞分裂期，则形成高度致密的染色体(chromosome)。四、真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构

真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体(nucleosome)。DNA在真核生物细胞核内的组装核小体的组成约200bpDNAH1H2A，H2BH3H4组蛋白

串珠状核小体结构

串珠状核小体DNA双螺旋片段染色质纤维伸展形染色质片段密集形染色质片段整个染色体

真核生物染色体DNA组装核小体螺线管

DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。五、DNA的功能