核酸 PPT课件
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①、两条反平行的多核苷酸链绕同一中心 轴相缠绕，形成右手双股螺旋，一条 5’→3’，另一条3’→5’ P486图13-5
②、磷酸与脱氧核糖
彼此通过3’、5’-磷酸
二酯键相连接，构成 DNA分子的骨架。 ③、磷酸与脱氧核糖 在双螺旋外侧，嘌呤 与嘧啶碱位于双螺旋 的内侧。
④、两条核苷
酸链之间依靠
碱基间的氢链
生物化学
第五章 核 酸
第三节 核酸的结构
一、DNA的结构
一级结构：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级结构：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成 的双螺旋结构。 三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象 （超螺旋）。
DNA的一级结构
(一).DNA的分子大小与形状 多瘤病毒 SV40 M13 Fd P4 T7 λ T2,T4,T6 枝原体 大肠杆菌 酵母 果蝇 人 南美肺鱼 碱基对数目 5.1×103 5226 6407 6408 1.5×104 3.5×104 48502 1.8×105 7.6×105 4×106 1.35×107 1.65×108 2.9×109 1.02×1011 总长度(mm) 0.0017 0.0018 0.0019 0.0019 0.0051 1.012 0.016 0.061 0.26 1.36 4.6 56 990 34,700 形态 环状 环状 环状 环状 线状 线状 线状 线状 环状 环状 7对染色体 4对染色体 23对染色体 19对染色体
DNA的Na盐纤维 和DNA晶体的X光 衍射分析。 Franklin
1953年，Watson和Crick根据 Chargaff 规律和DNA Na盐纤维 的X光衍射分析提出了DNA的 双螺旋结构模型。
Judson (1996) The Eighth Day of Creation
Watson-Crick双螺旋结构 模型(B-DNA)
DNA的一级结构
(二).DNA的碱基组成 Chargaff规则: 1. 在所有的生物DNA中,A=T,G=C或A+G=T+C,这 就是DNA碱基的当量定律,即Chargaff规则. 2. DNA的碱基组成有种的特异性,但在同一生物体
内无组织特异性.
3. DNA的碱基不随年龄,营养状态的变化而变化,即
5’ 5’
3’
pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’
5’ 5’
Juang RH (2004) BCbasics
pCpGpApTpCpGpApT-OH 3’
3’
ATCGATCG GCTAGCTA
是不同的序列.
DNA的一级结构
（三）.DNA的一级结构 P482
A
T
C G P P P
A P
T P
C P
DNA的二级结构——双螺旋结构
2、稳定双螺旋结构的因素
①碱基堆积力形成疏水环境（主要因
素） 。
②碱基配对的氢键。 GC 含量越多， 越稳定。 ③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离 子或组蛋白的正离子之间形成离子
键，中和了磷酸基上的负电荷间的
斥力，有助于DNA稳定。
核 酸 骨 架 的 自 由 度 比 蛋 白 质 高
⑩、碱基在一条链上
的排列顺序不受任何
限制。当一条多核苷 酸链的序列被确定后， 互补链的序列确定。 这表明，遗传信息由 碱基的序列所携带。
DNA的二级结构——双螺旋结构
DNA结构双螺旋结构的提出，被认为是本世 纪生命科学史最重要的贡献之一，同时也是自 然科学史上的重大贡献。它直接解释了生物遗 传信息的传递与表达的规律，使生命科学从此 进入一个崭新的时代即分子生物学时代。
Leabharlann Baidu5’
核酸长链书写
A T C G A T C G
5’
P
3’
OH
竖线式
B R
1’ 2’ 3’
5’
pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’
5’ pATCGATCG-OH 3’
P
5’
ATCGATCG
文字式
DNA中多核苷酸的一个片段及缩写符号 P483
Juang RH (2004) BCbasics
两股核酸的方向相反
稳定性.
DNA的一级结构
（三）.DNA的一级结构
N O-O P O O N N N NH NH2 2 N N
5’
O H H
3’ 3’ OH
O
H H H
NH NH2 2
N N
O OH -O P O N N
5’ 5’
H H H H OH
O H H H H H H
3’,5’-磷酸二酯键
P 1 R P 2 R P 3 R P 4 R O O P 5 核酸是核苷酸 R 以磷酯键连结 P 6 成的长链分子 R
G
5’
P P
OH
3’
牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得5’-核苷酸
蛇毒磷酸二酯酶
牛脾磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得3’-核苷酸
DNA是dAMP、dGMP、dCMP、dTMP通过3’、5’-磷 酸二酯键连接起来的线形或环形多聚体。
DNA的二级结构——双螺旋结构
1、二级结构的阐明
1962
A-DNA B-DNA Z-DNA
右 右 左
4、三股螺旋DNA
K. Hoogsteen
1963
通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺 旋的大沟结合：
oligo(Py) : oligo(Pu)—oligo(Py/Pu)
第一股是寡嘧啶，中间是寡嘌呤，第三股可以是寡嘧啶或寡嘌呤
Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.337
Juang RH (2004) BCbasics
DNA的二级结构——双螺旋结构
3、 DNA二级结构的多型性 P489
DNA双螺旋的不同类型
类型 旋转 方向 螺旋 直径 (nm) 2.55 2.37 1.84 螺距 (nm) 2.46 3.32 4.56 每匝碱 基对数 目 11 10.4 12 碱基对 间垂直 距离 0.23 0.34 0.38 碱基对 与水平 夹角 190 10 90
结合在一起， A与T相配以， 形成2个氢键； G与C相配对， 形成3个氢键。
⑤、螺圈之间主要靠碱基平面间的堆积力维持 ⑥、碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行
⑦、每圈螺旋有10个核苷酸 ，碱基堆积距离 0.34nm，双螺旋平均直径2nm，
⑧、大沟：宽1.2nm ，深0.85nm，
⑨、小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm
②、磷酸与脱氧核糖
彼此通过3’、5’-磷酸
二酯键相连接，构成 DNA分子的骨架。 ③、磷酸与脱氧核糖 在双螺旋外侧，嘌呤 与嘧啶碱位于双螺旋 的内侧。
④、两条核苷
酸链之间依靠
碱基间的氢链
生物化学
第五章 核 酸
第三节 核酸的结构
一、DNA的结构
一级结构：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级结构：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成 的双螺旋结构。 三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象 （超螺旋）。
DNA的一级结构
(一).DNA的分子大小与形状 多瘤病毒 SV40 M13 Fd P4 T7 λ T2,T4,T6 枝原体 大肠杆菌 酵母 果蝇 人 南美肺鱼 碱基对数目 5.1×103 5226 6407 6408 1.5×104 3.5×104 48502 1.8×105 7.6×105 4×106 1.35×107 1.65×108 2.9×109 1.02×1011 总长度(mm) 0.0017 0.0018 0.0019 0.0019 0.0051 1.012 0.016 0.061 0.26 1.36 4.6 56 990 34,700 形态 环状 环状 环状 环状 线状 线状 线状 线状 环状 环状 7对染色体 4对染色体 23对染色体 19对染色体
DNA的Na盐纤维 和DNA晶体的X光 衍射分析。 Franklin
1953年，Watson和Crick根据 Chargaff 规律和DNA Na盐纤维 的X光衍射分析提出了DNA的 双螺旋结构模型。
Judson (1996) The Eighth Day of Creation
Watson-Crick双螺旋结构 模型(B-DNA)
DNA的一级结构
(二).DNA的碱基组成 Chargaff规则: 1. 在所有的生物DNA中,A=T,G=C或A+G=T+C,这 就是DNA碱基的当量定律,即Chargaff规则. 2. DNA的碱基组成有种的特异性,但在同一生物体
内无组织特异性.
3. DNA的碱基不随年龄,营养状态的变化而变化,即
5’ 5’
3’
pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’
5’ 5’
Juang RH (2004) BCbasics
pCpGpApTpCpGpApT-OH 3’
3’
ATCGATCG GCTAGCTA
是不同的序列.
DNA的一级结构
（三）.DNA的一级结构 P482
A
T
C G P P P
A P
T P
C P
DNA的二级结构——双螺旋结构
2、稳定双螺旋结构的因素
①碱基堆积力形成疏水环境（主要因
素） 。
②碱基配对的氢键。 GC 含量越多， 越稳定。 ③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离 子或组蛋白的正离子之间形成离子
键，中和了磷酸基上的负电荷间的
斥力，有助于DNA稳定。
核 酸 骨 架 的 自 由 度 比 蛋 白 质 高
⑩、碱基在一条链上
的排列顺序不受任何
限制。当一条多核苷 酸链的序列被确定后， 互补链的序列确定。 这表明，遗传信息由 碱基的序列所携带。
DNA的二级结构——双螺旋结构
DNA结构双螺旋结构的提出，被认为是本世 纪生命科学史最重要的贡献之一，同时也是自 然科学史上的重大贡献。它直接解释了生物遗 传信息的传递与表达的规律，使生命科学从此 进入一个崭新的时代即分子生物学时代。
Leabharlann Baidu5’
核酸长链书写
A T C G A T C G
5’
P
3’
OH
竖线式
B R
1’ 2’ 3’
5’
pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’
5’ pATCGATCG-OH 3’
P
5’
ATCGATCG
文字式
DNA中多核苷酸的一个片段及缩写符号 P483
Juang RH (2004) BCbasics
两股核酸的方向相反
稳定性.
DNA的一级结构
（三）.DNA的一级结构
N O-O P O O N N N NH NH2 2 N N
5’
O H H
3’ 3’ OH
O
H H H
NH NH2 2
N N
O OH -O P O N N
5’ 5’
H H H H OH
O H H H H H H
3’,5’-磷酸二酯键
P 1 R P 2 R P 3 R P 4 R O O P 5 核酸是核苷酸 R 以磷酯键连结 P 6 成的长链分子 R
G
5’
P P
OH
3’
牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得5’-核苷酸
蛇毒磷酸二酯酶
牛脾磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得3’-核苷酸
DNA是dAMP、dGMP、dCMP、dTMP通过3’、5’-磷 酸二酯键连接起来的线形或环形多聚体。
DNA的二级结构——双螺旋结构
1、二级结构的阐明
1962
A-DNA B-DNA Z-DNA
右 右 左
4、三股螺旋DNA
K. Hoogsteen
1963
通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺 旋的大沟结合：
oligo(Py) : oligo(Pu)—oligo(Py/Pu)
第一股是寡嘧啶，中间是寡嘌呤，第三股可以是寡嘧啶或寡嘌呤
Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.337
Juang RH (2004) BCbasics
DNA的二级结构——双螺旋结构
3、 DNA二级结构的多型性 P489
DNA双螺旋的不同类型
类型 旋转 方向 螺旋 直径 (nm) 2.55 2.37 1.84 螺距 (nm) 2.46 3.32 4.56 每匝碱 基对数 目 11 10.4 12 碱基对 间垂直 距离 0.23 0.34 0.38 碱基对 与水平 夹角 190 10 90
结合在一起， A与T相配以， 形成2个氢键； G与C相配对， 形成3个氢键。
⑤、螺圈之间主要靠碱基平面间的堆积力维持 ⑥、碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行
⑦、每圈螺旋有10个核苷酸 ，碱基堆积距离 0.34nm，双螺旋平均直径2nm，
⑧、大沟：宽1.2nm ，深0.85nm，
⑨、小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm