分子生物学2第二章 DNA结构

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分子生物学中的DNA结构和复制机制

分子生物学中的DNA结构和复制机制DNA结构和复制机制DNA是带有遗传信息的生物分子，具有极高的能指导生命体维持结构和功能。

DNA双螺旋结构的发现和塑造，极大地推动了21世纪的生物学领域成果。

研究DNA结构和复制机制的分子生物学家们，首先通过一系列细胞分裂周期研究，总结了DNA的基础结构，并发现了DNA分子的复制原理。

DNA基础结构DNA由核苷酸单元组成，具有四种碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

每个核苷酸由糖分子、一个碱基和磷酸结构组成。

DNA主体的糖是脱氧核糖，携带氧原子的DNA核糖糖的参与会影响碱基与接下来发生的分子反应。

每个碱基通过两个氢键和另一个DNA单股的碱基配对而相互结合，而T总与A配对，C总和G配对，确保遗传信息的准确性。

整个DNA分子是双螺旋的，两个不同的DNA单股围绕着一个中心轴旋转一周，形成了一条旋转的天梯形物体。

DNA复制DNA复制是向下一代细胞分裂周期传递遗传信息的基础，其重要性可以被看做是生物学研究的开端。

DNA复制机制在21世纪的深度研究中被证明是一个精密的、高度协调的、由很多酶帮助完成的过程。

这个复制机制可以被视为一个大力球，由几个互相交织的部分组成，其中包括DNA双股分离，DNA单股方向性及酶的协调作用等部分。

分子生物学家们通过研究分裂周期、离心机和化学合成过程, 发现了如下三个步骤:1. 起始点：整个复制过程都始于特定的DNA区域，这个特定的DNA叫做“起始点”。

这个起始点包含特定的DNA序列，其中有一个区域被叫做“起始点序列”。

在细胞分裂周期中，复制蛋白结合到这个DNA起始点，减少机会错误再次复制起始点。

复制蛋白将DNA双股分离。

2. DNA双股分离：复制蛋白一旦结合完成，将开始解开双股相耐合，为另一组蛋白提供机会合作，促进进度。

复制酶的存在会帮助双股的分离，最后分离后的单股将开始向外延伸的过程。

3. DNA复制:复制蛋白会在每个单股末端携带一个催化剂，被叫做“RNA引导的DNA聚合酶”。

染色体与DNA分子生物学

H2A
H2B
H4 H3
真核细胞染色体上的组蛋白成分分析
种类
相对分子质量
氨基酸分离难保守性数目易度
染色质中比例
染色质中位置
H1
21 000
223
易
不保守 0.5
接头
H2A
14 500
129
较难
较保守 1
核心
H2B
13 800
125
较难
较保守 1
核心
H3
15 300
135
最难
最保守 1
核心
• C值（ C-value ）：是指一种生物单倍体基因组DNA的总量
各种生物细胞内DNA总量的比较
在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物。
C值反常现象（C-value paradox）
C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的C值。
H4
11 300
102
最难
最保守 1
核心
组蛋白的特性
• 进化上的极端保守性 • 无组织特异性 • 肽链上氨基酸分布的不对称性
碱性氨基酸分布在N端；疏水基团在C端
• 存在较普遍的修饰作用
甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等
The core histones share a common structural fold
续性； ③能够指导蛋白质的合成，从而控制整
个生命过程； ④能够产生可遗传的变异。
染色体包括： DNA和蛋白质两大部分。
同一物种内每条染色体所带DNA的量是一定的，但不同染色体或不同物种之间变化很大。
真核细胞染色体的组成

分子生物学：第二章基因、染色体与DNA-1

可以通过重组实验测定他们的距离与顺序
Recombination analysis （重组分析）
rII47 0
rII102 0
rII47 0
rII104 0
infect E. coli B infect E. coli K12
两种噬菌斑
一种WT噬菌斑
可以根据重组值计算两两之间的距离
RII 47 104 101 103 105
2.1.1 遗传因子假说
(Hypothesis of the inherited factor G. J. Mendel 1866. )
• 生物性状由遗传因子控制
• 亲代传给子代的是遗传因子(A,a….) • 遗传因子在体细胞内成双(AA, aa)
在生殖细胞内为单（A,a） • 杂合子体细胞内具有成双的遗传因子(Aa) • 等位的遗传因子分离 • 非等位遗传因子间自由组合地独立分配到配子中
➢科学（基因--酶）为技术（互补测验）的发明提供了理论依据 ➢（互补测验）技术为科学（顺反子）的发现提供了方法手段 ➢构建大量（核苷酸及表型）突变体 ➢开展大量（功能互补）实验
顺反子学说（Theory of cistron）
• Cistron 是基因的同义词
• 在一个顺反子内，有若干个突变单位, 突变子(muton) • 在一个顺反子内，有若干个交换单位, 交换子（recon） • 基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的
最小的遗传功能单位 three in one one in one
• 基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换
• pseudo alleles 是基因内的不同突变体
• mut1 X mut2
WT 是基因内发生交换的结果
• cistron 概念的提出是对经典的基因概念的动摇

分子生物学中的DNA结构及其重要性

分子生物学中的DNA结构及其重要性DNA，即脱氧核糖核酸，在分子生物学研究中具有举足轻重的地位。

DNA是一个大分子，由核苷酸组成，为所有生物的基因的载体。

DNA的结构对其功能和必要性具有重要影响。

接下来将就DNA的结构及其重要性做一些简单的介绍。

一、DNA的结构DNA由核苷酸构成，每个核苷酸由一个糖分子、一个碱基和一个磷酸组成。

碱基有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

十字梯形结构是DNA分子的基本结构单位。

两条DNA螺旋以逆时针方向缠绕在一起，两个DNA链通过氢键形成一个稳定的DNA分子。

其中的A基会与T基之间形成双氢键，C基会与G基之间形成三氢键。

由于三氢键比双氢键更稳定，因此，DNA的结构在这两个碱基之间是同样的，从而使得DNA的结构及其稳定。

DNA分子的一条链是由磷酸、糖和碱基单元组成的，碱基单元通过氢键和另一条DNA链配对。

碱基单元的序列是DNA中基因表达的重要信息。

当DNA中的碱基序列发生变化时，整个分子的性质和功能都会受到影响。

因此，DNA的结构和稳定性对生命体的基因表达和正常运转至关重要。

二、重要性1. 基因DNA是基因的主要成分。

基因决定了生物的遗传特征和生命过程。

基因的不同排列和验证结果导致不同的物种和个体差异。

2. 存储和复制DNA具有存储和复制生命信息的重要功能。

现代设备和试剂盒可分离和扩增DNA样品中的特定基因序列，这种技术已经变得非常成熟，能够应用于实现多种目的。

3. 基因表达DNA的极端重要之处在于其在细胞中的转录和翻译。

细胞对特定基因的需求决定了DNA转录和翻译的进程，这可以导致合成新蛋白质，从而影响细胞过程。

4. 蛋白质合成DNA对蛋白质合成具有重要意义。

不同的基因具有不同的氨基酸序列，在第二个氨基酸秩序不同的情况下合成具有不同3D造型的蛋白质和酶。

5. 进化DNA在进化过程中发挥关键作用。

在基因随机变异和DNA修复过程中，新的基因变异和组合形成，对生物进化产生重要影响。

分子生物学第二章dna结构与功能

1、组蛋白(histone)
真核生物染色体的基本结构蛋白富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸碱性蛋白质可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；
组蛋白的一般特性：
i) 进化极端保守性:
不同种生物A、H2B变化相对大； ❖ H1变化更大。 ❖ H3、H4可能对稳定真核生物的染色体结构起重要作用。
c．半个核小体核心颗粒的示意模型，一圈DNA超螺旋（73bp）和4种核心组蛋白分子，每种组蛋白由3 个α螺旋和一个伸展的N-端尾部组成。
N-端尾部有序排列，参与核小体之间的相互作用，以形成螺线管等高级结构。
（五）原核生物和真核生物基因组结构特点比较
上海第二军医大硕士研究生入学考试试题：基因组的特点（真核、原核比较）
❖
Alu家族每个成员的长度约300bp，由于每个
单位长度中有一个限制性内切酶Alu的切点
（AG↓CT）从而将其切成长130和170bp的两段，因
而定名为Alu序列（或Alu家族）。
❖ Alu序列分散在整个人体或其他哺乳动物基因组中，在间隔DNA、内含子中都发现有Alu序列，平均每5kb DNA就有一个Alu顺序。已建立的基因组中无例外地含有Alu顺序。
❖ 一是改变染色体的结构，直接影响转录活性； ❖ 二是核小体表面发生改变，使其它调控蛋白易
于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。
简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义
中国科学院2003年硕士研究生入学《生物化学与分子生物学》试题
2.非组蛋白
❖ 占组蛋白总量的60％－70％，种类很多，20－ 100种，常见有15－20种；
❖ 在真核生物中C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物。

分子生物学第二章

增强子
TATA 盒 CAAT 盒 GC 盒
3’
内含子外显子转录终止子
• 真核生物启动子与基本转录因子及 RNA 聚合酶结合，起始 hnRNA 的转录。
TATA 盒：又称 Goldberg-Hogness 盒，转录因子 TFIID 的结合位点，启动基因转录。
CAAT 盒：转录因子 CTF 的结合位点，决定启动子的转录效率。
不同物种的基因组
人 (Homo sapiens) 小鼠 (M. musculus) 线虫 (C. elegans) 果蝇 (D. melanogaster) 酵母 (S. cerevisiae) 拟南芥(A. thaliana) 大肠杆菌 (E. coli) 艾滋病毒 (HIV)
基因组 (bp) 3 X 109 2.6 X 109 9.7 X 107
基因组 (Genome)
生物体或细胞中一套染色体的遗传物质的总和，以全长 DNA 的碱基对 (bp) 数目表示。
病毒基因组的一般特点
包括 DNA 或 RNA 病毒或者动物、植物及细菌病毒。 1. 大小相差很大：如乙肝病毒 3.2 kb 编码 4 种蛋白，痘状病毒可达 300 kb，编码几百种蛋白。
2. 基因组可以是 DNA，也可由 RNA 组成，但每种病毒只含 1 种核酸分子，呈线形或环形，双链或单链。
3. DNA 病毒基因组由连续的 DNA 分子组成，有的RNA 病毒是不连续的：如流感病毒基因组由 8 条 RNA 单链分子构成。
4. 常见基因重叠现象。
基因 B
基因 C
基因 A
A 和 B 完全重叠，A 和 C 部分重叠病毒基因组大多序列用来编码蛋白。
珠蛋白、免疫球蛋白基因
组蛋白基因家族 rRNA 基因家族

分子生物学课件第二章DNA的结构

• 复性（Renaturation)：热变性的DNA缓慢冷却，单链恢复成双链。
• 减色效应：随着DNA的复性，260nm紫外线吸收值降低的现象。（一）复性的条件 1，消除磷酸基的静电斥力； 2，破坏链内氢键（二）复性的机制 1.随机碰撞取决于DNA浓度、溶液温度、离子强度等 2.成核作用（nucleation) 3.拉链作用（zippering）
8.5 Å 11.7 Å Major Groove
Minor
7.5 Å 5.7 Å
Groove
• 大沟和小沟，特别是大沟，对于在遗传上有重要功能的蛋白质识别DNA双螺旋结构上的特定信息是非常重要的，只有在沟内，蛋白质才能“感觉” 到不同碱基顺序，而在双螺旋结构的表面全是相同的磷酸和脱氧核糖的骨架，没有什么信息可言。
• DNA的碱稳定性 DNA对碱相对稳定 RNA在碱性溶液中易降解为2’，3’环式单核苷酸中间
产物，然后很快转变为2’ 单核苷酸和3’单核苷酸。
• DNA结构的表示法
DNA一级结构的重要性
•携带遗传信息 •决定DNA的二级结构 •决定DNA的空间结构
第二节 DNA的双螺旋结构
绕DNA双螺旋表面上出现的螺旋槽（沟），宽的沟称为大沟，窄沟称为小沟。大沟，小沟都是由于碱基对堆积和糖-磷酸骨架扭转造成的。
酰胺等。计算Tm值的经验公式：在0.15mol/L NaCl+0.015mol/L柠檬酸钠溶液中，当
DNA长链G+C百分含量在30%~70%时 Tm = 69.3+0.41（G+C）% 当DNA链长度≦18nt时，可近似认为 Tm = 4（G+C）+2（A+T）
Effect of [Salt] on Tm

现代分子生物学-第二章染色体与DNA

甲基化可发生在组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上：赖氨酸残基能够发生单、双、三甲基化；精氨酸残基能够单、双甲基化）；
这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。
组蛋白精氨酸甲基化是一种相对动态的标记：精氨酸甲基化与基因激活相关，而H3和H4精氨酸的甲基化丢失与基因沉默相关。
组蛋白乙酰化结合其他组蛋白修饰（甲基化，磷酸化、泛素化）形成组蛋白密码影响基因的转录。
组蛋白的可修饰性总结
2）非组蛋白（non-Histone Protein,NHP）
染色体上还存在大量的非组蛋白。包括酶类，如RNA聚合酶及与细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋自以及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等，可能是染色质的结构成分。
第二章染色体与DNA
内容提要：染色体与染色质染色体的结构和组成（原核生物、真核生物）核小体 DNA的结构原核生物和真核生物基因组结构特点比较
第一节染色体（Chromosome)
（一）染色体与染色质
染色体（chromosome）是细胞核中载有遗传信息（基因）的物质，在显微镜下呈丝状或棒状，主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时期容易被碱性染料（例如龙胆紫和醋酸洋红）着色，因此而得名。
粒附近，由6-100个碱基组成，在DNA链上串联重复成千
上万次，不转录，可能与染色体的稳定性有关。（基因组占
比10-60%）
光吸收（
A260cm ）
1.700（主体带） 1.692（Ⅰ）：卫星带Ⅰ
1.688（Ⅱ）：卫星带Ⅱ 1.671（Ⅲ）：卫星带Ⅲ
卫星带碱基序列
Ⅰ ACAAACT ACAAACT etc. Ⅱ ATAAACT ATAAACT etc. Ⅲ ACAAATT ACAAATT etc.

分子生物学2第二章-DNA结构

第四节 DNA的物理、化学性质
DNA双股链的互补是其结构和功能上的一个基本特征也是DNA研究中一些实验技术的基础
一、DNA分子的变性
变性（denaturation 或融解 melting）：DNA双螺旋区的
氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一双链分离的过程叫做变性 1、条件：加热, 极端pH,有机溶剂（尿素、酰胺 )，低盐浓度等
PolyT/A TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA
TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA
b、分子组成
☆ PY/PU + PU (偏碱性介质中稳定) G＊G 、 A＊A 、
G＊A＋
☆ PY/PU + PY (偏酸性介质中稳定) 常见类型
点的A260值绘制成DNA 1.185
的熔解曲线
1.0
℃
Tm = OD增加值的中点温度(一般为8595℃) 或DNA双螺旋结构失去一半时的温度
这也是一般PCR实验技术中把变性温度定为94 ℃的原因
1、影响 Tm值的因素（1）在 A, T, C, G 随机分布的情况下，决定于GC含量 GC%愈高 → Tm值愈大 GC%愈低 → Tm 值愈小（2）GC%含量相同的情况下 AT形成变性核心，变性加快，Tm 值小碱基排列对Tm值具有明显影响
* 类病毒（viroid）: 使高等植物产生疾病的传染性因子分子结构：含246~375 个核苷酸的单链环状RNA 分子，没有蛋白质外壳。专性活细胞内寄生。
三、是否存在核酸以外的遗传物质 Prion (proteinaccous infections particle) 朊病毒－－－蛋白质样的感染因子

分子生物学教学大纲

分子生物学教学大纲一、引言分子生物学是生物学中重要的分支之一，研究生物体内分子结构和功能的基本规律，对于理解生命现象和指导生物科研具有重要意义。

本教学大纲旨在系统性地介绍分子生物学的基本知识，帮助学生建立正确的分子生物学思维方式，培养分子生物学研究的基本技能。

二、课程设置1.第一章：绪论- 介绍分子生物学的研究对象和研究方法- 解释基本的分子生物学术语和概念2.第二章：DNA结构和功能- 讲解DNA的结构特点和功能- 探讨DNA复制和修复的机制3.第三章：RNA结构和功能- 介绍RNA的类型和功能- 讨论转录和翻译的原理及过程4.第四章：基因调控- 解释基因表达的调控机制- 探讨基因调控与细胞分化的关系5.第五章：蛋白质结构和功能- 介绍蛋白质的合成和功能- 分析蛋白质的结构与功能之间的关系6.第六章：基因工程技术- 介绍基因克隆、DNA测序等基因工程技术的原理- 探讨基因工程技术在生物科学和医学领域的应用7.第七章：分子生物学研究方法- 介绍PCR、Western blot等分子生物学实验技术的原理和操作方法- 开展分子生物学实验操作训练三、教学目标通过本课程的学习，学生将能够：1. 掌握分子生物学的基本概念和基本原理2. 理解DNA、RNA、蛋白质的结构与功能3. 熟练掌握分子生物学实验技术的操作方法4. 熟悉基因工程技术的原理和应用5. 培养科学研究和实验操作的能力四、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括讲授、实验操作、案例分析、小组讨论等，以帮助学生全面理解和应用分子生物学知识。

五、教学要求1. 学生需认真听讲，积极参与课堂讨论和实验操作2. 学生需完成规定的课程作业和实验报告3. 学生需按时参加考试，考核其对分子生物学知识的掌握情况六、总结通过本课程的学习，学生将能够全面了解分子生物学的基本原理和实验技术，奠定坚实的分子生物学基础，为今后的学术研究和职业发展奠定基础。

愿学生在本课程中取得优异的成绩，不断提升自己对于生物科学的理解和实践能力。

分子生物学基础第二章DNA的结构、复制和修复第五节 DNA的损伤与修复

（2）碱基类似物对DNA的损伤碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合成化合物，由于它们的结构与碱基相似，进入细胞后能替代正常的碱基掺入到DNA链中，干扰DNA的正常合成。5–溴尿嘧啶(5–BU) 是胸腺嘧啶环上的甲基被溴取代的一种最常见的碱基类似物，与U的结构非常相似,能与A配对，5–BU有酮式和烯醇式两种形态，当处于烯醇式时，可与G配对，且存在机率高于酮式形态，因此一旦掺入到DNA 链中，通过互变异构在复制中产生突变，引起A–T→C–C的转换。另一个常见的碱基类似物是2–氨基嘌呤(2–AP)，在正常的酮式状态时与T 配对，在烯醇式状态时与C配对。在某些植物体的代谢过程中，能产生个别的毒性化合物，其中包括DNA损伤剂。
第五节 DNA的损伤与修复
图2-13 DNA分子上的胸腺嘧啶二聚体结构
第五节 DNA的损伤与修复
图2-11 甲基介导的错配修复模型
第五节 DNA的损伤与修复
3．核苷酸切除修复核苷酸切除修复系统几乎能够修复紫外线照射引起的各种损伤。包括环丁烷二聚体、6–4损伤、碱基-糖基交联等引起DNA双螺旋大扭曲(major distortion)，而不能修复由于碱基错配、O6–甲基鸟嘌呤、O4–甲基胸腺嘧啶、8– oxoG或碱基类似物引力是非常重要的。
第五节 DNA的损伤与修复
二、DNA的修复 1．错配修复 E.coli避免突变的主要途径之一就是甲基指导的错配修复系统。这个系统是非特异性的，它能修复引起DNA双螺旋轻微扭曲的任何扭伤，包括错配、移码、碱基类似物的掺人和某些类型微小扭曲的烷基化损伤。 2．碱基切除修复是一种在细胞中存在较普遍的修复过程。在细胞中都有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特意性切除受损核苷酸上的 N—β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。DNA 分子中一旦产生了AP位点，核酸内切酶就会把受损核酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I 合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。

分子生物学：遗传物质的分子结构和性质

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.
左旋DNA
〔一〕Z-DNA的构造特点：糖磷骨架呈“之〞字形
〔Zigzag〕走向。左旋。 G残基位于分子外表。分子外形呈波形。大沟消失，小沟窄而深。每个螺旋有12bp。
Z-DNA B-DNA
DNA的分子量不变，二级构造中的氢键遭到破坏，DNA 的双螺旋构造局部解体，或维系DNA分子二级构造的氢键全部被破坏，双螺旋解旋别离成DNA单链的过程叫做 DNA的变性〔Denaturation〕。
以下因素可导致DNA变性：高温、酸、碱、尿素、甲酰胺：增加碱基在水中的溶解度，从而
减弱碱基的疏水交互作用而造成。
Z－DNA存在的条件：
(1) 高盐：NaCl>2 Mol/L, MgCl2>0.7 Mol/L (2) Pu, Py相间排列： (3) 在活细胞中如果m5C,那么无需嘌呤-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微环境。 (6) 负超螺旋的存在
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。

分子生物学_ DNA篇_25 DNA的高级结构_

第二章 DNA篇
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二章 DNA篇
第五节 DNA的高级结构
2
超螺旋结构最早在环型DNA中发现
3
B-DNA
4
超螺旋
5
L=T+W
L：称为DNA的连接数(linking number)。它是DNA 的一股链绕另一股链盘绕的次数，在链不发生断裂时，它是一常数。
T：为盘绕数(twisting number)，它代表DNA的一股链绕双螺旋轴所做的完整的旋转数。对B-DNA而言，它等于DNA的碱基数除以10。
12
真核细胞的染色体是线性的，通过支架蛋白将两端固定于结构蛋白，然后染色质自身盘绕导入拓扑学张力。
13
核小体的结构使真核细胞的DNA维持负超螺旋形式。
14
超螺旋不仅使DNA形成高度致密的状态从而得以容纳于有限的空间中，而且在功能上也是重要的，它推动着结构的转化以满足功能上的需要。
15
随着溴化乙锭量的增加，负超螺旋DNA就转变为正超螺旋。
9
体外可产生正超螺旋
拓扑异构酶也可以使超螺旋结构进行转化。
10
DNA超螺旋结构的意义
超螺旋的生理意义在于自由状态的DNA通常是没有生物活性的。
11
许多重要的生物过程需要引入负超螺旋，如：复制、转录及重组的过程。超螺旋状态的DNA储存了驱动这些反应所需的能量。
W：为超盘绕数(writhing number)，代表双螺旋轴
在空间的转动数。
6
双螺旋B-DNA的松开导致形成负超螺旋，而拧紧则导致形成正超螺旋。天然的DNA都呈负超螺旋，但在体外可得正超螺旋。
7
体外可产生正超螺旋
溴化乙锭（Ethidium bromide EB）

高中生物dna分子结构知识点dna分子结构

高中生物dna分子结构知识点dna分子结构DNA分子结构的主要知识点包括：
1. DNA的组成：DNA由核苷酸组成，每个核苷酸由一个磷酸基团、一个脱氧核糖糖分子和一个碱基组成。

2. DNA的碱基：DNA包含四种碱基，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

这些碱基通过氢键的配对方式互相连接，A和T之间形成两个氢键，G和C之间形成三个氢键。

3. DNA的双螺旋结构：DNA呈现出双螺旋结构，由两个互补的链组成。

两条链以氢键相连，形成一个螺旋的结构。

碱基通过对连对的方式紧密堆叠在中央，而磷酸基团和脱氧核糖则位于外部。

4. DNA的方向性：DNA分子的两条链具有方向性，其中一个链以5'端和3'端表示，另外一个链以3'端和5'端表示。

链上的碱基以3'端与5'端的顺序排列，形成了链的方向性。

5. DNA的超螺旋结构：DNA的双螺旋结构可以进一步形成超螺旋结构，包括正超螺旋和负超螺旋。

这种结构可以帮助DNA进行复制和转录过程。

6. DNA的包装结构：DNA分子会在细胞中经过进一步的包装，形成染色体。

DNA会与核蛋白质相互作用，形成核小体和进一步的组织级别的结构。

这些是高中生物学中关于DNA分子结构的一些基本知识点，也是理解DNA功能和遗传的基础。

现代分子生物学第二章DNA与染色体(名词解释及问答题)完整版

现代分子生物学名词解释及问答题完整版（不用看其他的了，绝对保过）第二章 DNA和染色体名词解释1、基因：合成一种功能蛋白或RNA的必需的全部DNA序列。

DNA中含有遗传信息的核苷酸序列。

2、端粒酶：位于染色体末端，参与DNA复制的蛋白酶，由RNA和蛋白质组成，为逆转录酶。

将富含dGMP结构添加到染色体末端，稳定染色体结构。

3、假基因：与正常基因结构相似，没有正常功能。

4、Alu序列家族：哺乳动物基因组中的重复序列，约有50万份拷贝。

有限制性内切酶Alu工的识别位点ATCG。

5、断裂基因：成熟RNA序列在基因中被其他的序列隔开。

6、重叠基因：两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。

7、变性：DNA双螺旋中的氢键被打开，变成两条单链。

8、复性：变形的DNA在适当条件下，两条彼此分开的链又重新地合成双螺旋结构。

9、C值矛盾：C值是指真核生物钟单倍体基因组DNA总量。

形态学的复杂程度与C值的不一致成为C值矛盾。

（如两栖类的C值比灵长类的高，或同物种间相差100倍。

原因：基因组中有很多无功能DNA片段。

）10、中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再传递给蛋白质，完成遗传信息的转录和翻译。

也可从DNA传递给DNA，完成DNA的复制过程。

11、增色效应：DNA变性的过程中，在260nm吸收值先是缓慢上升，达到某一温度时骤然上升。

12、染色体：遗传信息的载体，由DNA\RNA和蛋白质构成。

在间期染色质，分裂期染色体。

13、异染色质：间期细胞核中染色体纤维折叠压缩程度高，处于凝缩状态，染料着色深的染色体，富含重复DNA序列。

14、核小体：由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和大约200bp的DNA组成的。

H1在核小体外面。

（分子收缩7倍）15、单顺反子：一个编码基因转录生成一个mRNA，经翻译生成一个多肽。

16、外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核算序列。

17、内含子：断裂基因的转录产物，在剪接过程中，被出去的核酸序列。

2现代分子生物学第二章染色体

DNA的二级结构，是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。基本特点： 1.DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。 2.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排在内侧。
DNA的结构——二级结构
DNA的二级结构的分类： 1.右手螺旋：A-DNA和B-DNA 2.左手螺旋：Z-DNA
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02
DNA的结构
DNA一级结构 DNA的二级结构 DNA的高级结构
DNA的结构——一级结构
DNA的一级结构，就是指4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。
DNA的结构——二级结构
DNA的结构——DNA的高级结构
DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的更复杂的特定空间结构，包括超螺旋、线性双链中的纽结、多重螺旋等。（图2-18）
DNA的超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，分为正超螺旋和负超螺旋两大类，负超螺旋（左手超螺旋）是细胞内常见的DNA高级结构形式。正超螺旋（右手超螺旋）是过度缠绕的双螺旋。
原核生物染色体
真核生物
单拷贝
由功能基因和调控序列组成
基因与蛋白质线性对应
存在转录单元，产生多顺反子
庞大/存在大量重复序列
90%以上为非编码序列
单顺反子/有内含子
大量顺式作用元件/端粒结构
有重叠基因
染色体——真核生物染色体的组成
真核生物
DNA
染色体蛋白质 RNA
组蛋白非组蛋白
真核生物染色体的组成——蛋白质
染色体——概述
真核生物基因组的主要特征： 6.真核基因存在大量的顺式作用元件。包括启动子，增强子，沉默子。 7.真核基因组中存在大量的DNA多态性。

分子生物学基础第二章DNA的结构、复制和修复第三节DNA的复制

第三节 DNA的复制
表2-2 部分生物复制子的比较
第三节 DNA的复制
图2-5 放射性实验证明DNA的复制是从固定的起始点双向等速进行的
第三节 DNA的复制
三、DNA复制的几种主要方式
1．线性DNA双链的复制
复制叉生长方向有单一起点的单向(如腺病毒)及双向(如噬菌体)，和多个起始点的双向几种，DNA双向复制时复制叉处呈“眼”型。线性DNA复制中RNA引物被切除后，留下5′端部分单链DNA，不能为DNA 聚合酶所作用，使子链短于母链。T4和T7噬菌体DNA通过其末端的简并性, 使不同链的3′端因互补而结合，其缺口被聚合酶作用填满，再经DNA连接酶作用生成二联体。这个过程可重复进行直到生成原长 20多倍的多联体，并由噬菌体DNA编码的核酸酶特异切割形成单位长
度的DNA分子。制时，5′端首先与末端蛋白共价结合，开始互补链的合成。当另一条链完全被置换后，两端通过发卡结构相连，形成一个大部分序列互补的单链环形DNA分子，复制从其内部的起始位点开始按前导链方式双向进行，经过环形结构到达分子的另一部分，经双链结构交错切割后生成完整的子链病毒。除了环形部分发生重排之外，所生成的新 DNA分子带有母链的全部遗传信息。
分子生物学基础
第二章 DNA的结构、复制和修复
第三节 DNA的复制
一、DNA的半保留复制机理二、DNA复制的起点、方向和速度 DNA在复制时，首先在一定位置解开双链，这个复制起点呈现叉子的形式，称为复制叉。一般把生物体能独立进行复制的单位称为复制子。实验证明，复制在起始阶段进行控制，一旦复制开始，就连续进行下去，直到整个复制子完成复制。每个复制子由一个复制起点控制。原核生物的复制起始点通常在它染色体的一个特定位点，并且只有一个起始点，因此，原核生物的染色体只有一个复制子。真核生物染色体的多个位点可以起始复制，有多个复制起始点，因此是多复制子（表2-2）。且多个复制子不是同时起作用，而是在特定时间，只有一部分复制子（不超过15%）在进行复制过程。关于DNA复制的方向和速度，最为普遍的就是双向等速进行（图 2-5）。某些环状DNA偶尔从一个复制起始点形成一个复制叉，单向复制。而腺病毒则从两个起始点相向进行复制。