分子生物学课件.docx

DNA双螺旋结构模型要点
DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成,两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架,以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm,形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)相间。(沟状结构与DNA、蛋白质间的相互识别有关。)
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧,与对侧碱基形成氢键配对(互补配对形式:A=T; GºC)。
,,一圈10对碱基。
碱基平面与纵轴垂直,糖基平面与纵轴平行(碱基平面与戊糖平面相互垂直)。
氢键维持双链横向稳定性,碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
DNA二级结构主要特点
两条脱氧核酸链构成右手双螺旋结构,链的走向相反
磷酸脱氧核糖链在螺旋的外侧,碱基在螺旋的内侧
脱氧核糖平面与碱基平面相互垂直
碱基配对规律:A=T、GºC
稳定力:横向:氢键纵向:碱基堆积力
DNA的超螺旋结构
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
正超螺旋与右手螺旋方向一致,使双螺旋结构更为紧密,负超螺旋作用相反。细胞内自然的双链环状DNA都是负超螺旋的形式存在。实验中提取的质粒DNA为正超螺旋结构。
意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。
组蛋白的一般特性
。牛、猪、大鼠的H4氨基酸序列完全相同。牛的H4序列与豌豆序列相比只有两个氨基酸的差异。H3的保守性也很大,鲤鱼与小牛胸腺的H3只差一个氨基酸,小牛胸腺与豌豆H3只差4个氨基酸。
。到目前为止,仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5,精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。
形成核小体后,其长度被压缩了7倍
形成螺线管后,DNA长度又被压缩了6倍
由螺线管形成超螺线管后,DNA的长度又被压缩了40倍
形成染色单体后,DNA的长度又被压缩了5倍。
因此由一条DNA长链,经过多级螺旋化,可以使几厘米长的DNA与组蛋白等物质共同形成几微米长的染色体,其长度总共被压缩了8000~10000
染色体的特征
1、分子结构相对稳定2、能够自我复制,使亲、子代之间保持连续性
3、能够指导蛋白质合成,从而控制整个生命过程4、能够产生可遗传的变异
真核细胞染色体与原核细胞染色体的主要区别
数量:真核数量多、原核一般只有一条
位置:真核的染色体位于细胞核的核仁、原核的染色体位于拟核/类核
组成方式:真核染色体的DNA与蛋白质完全融合在一起、原核染色体外裹着稀疏的蛋白质
真核生物基因组特点
一、含有大量重复序列
不重复序列:只有一个或几个拷贝,多为结构基因,功能基因
中度重复序列:重复10-1000个拷贝,rRNA、tRNA及一些结构基因。
高度重复序列:卫星DNA、反向重复序列等,不转录。
二、功能DNA序列大多被非功能DNA所隔开(外显子和内含子)
三、存在C值矛盾(C-value paradox)
C值(C value):单倍体基因组中DNA的总量
C值矛盾(C-value paradox):一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性称为 C值矛盾
四、基因组中不编码的区域多于编码区域。
DNA复制的酶学
DNA聚合酶是催化dNTP聚合到核酸链上的酶。是DNA复制的主要酶。全称叫依赖DNA的DNA聚合酶(DNA dependent DNA polymerase)或DNA指导的DNA聚合酶(DNA-directed DNA polymerase),均缩写为DDDP。
DNA聚合酶催化的反应: 5´→3´的聚合活性 5´→3´外切酶活性 3´→5´外切酶活性
5´至3´的聚合活性: 催化四种dNTP以磷酸二酯键一个一个地接到DNA链上去
(dNMP)n + dNTP →(dNMP)n+1 + PPi
聚合反应的特点:
(1) 以单链DNA为模板(2) 以dNTP为原料(3) 引物或DNA链提供3´-OH (4) 聚合方向为5´→3´
2、 3’-5’外切核酸酶活性:校对功能(proofreading)
DNApolⅠ,Ⅱ和 DNApol Ⅲ都具有3’→5’外切酶活性,DNApolⅡ是主要的修复酶。
3、 5’-3’外切核酸酶活性: DNApolⅠ独有的5’→3’外切活性有以下三个特点:
必须有5’-磷酸末端
被除去的核苷酸必须是已经配对的
被除去的可以是脱氧核糖核苷酸,也可以是核糖核苷酸(切刻平移)
核酸内切酶与外切酶