1,DNA的分子結構,核苷酸的結構,核苷酸,核苷酸的結構,1、 戊 糖,核苷酸的結構,2、堿 基,RNA中的4種堿基 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶,DNA中的4種堿基 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶,核苷酸的結構,6-氨基嘌呤,2-氨基-6-氧嘌呤,腺嘌呤,鳥嘌呤,核苷酸的結構,2-氧-4-氨基嘧啶,2,4-二氧嘧啶,5-甲基-2,4-二氧嘧啶,胞嘧啶,胸腺嘧啶,尿嘧啶,核苷酸的結構,3、磷 酸,核苷酸的結構,核 苷,戊糖第1位碳原子上的羥基與嘌呤的第9位氮原子或與嘧啶的第1位氮原子形成的b型N-C糖苷鍵。,核苷酸的結構,1,2,2,稀有核苷酸,核苷酸的衍生物,核苷酸除了作為核酸的基本結構單元外，它們在機體中還行使著許多重要的生理功能。,能量分子：ATP、GTP第二信使：cAMP輔酶：FAD、NADH、CoA,DNA分子上核苷酸（堿基）的排列順序，四種脫氧核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接起來的多核苷酸鏈。,一. DNA的一級結構,1. 核苷酸之間的連結方式,一. DNA的一級結構,無分枝的長鏈。,2. 多聚脫氧核苷酸鏈的結構,由糖-磷酸相互間隔連接，構成主鏈；堿基連接在主鏈的核糖上，形成側鏈。,具有方向性。兩個末端分別為5端和3端。,在天然DNA中，5端常為磷酸，3端為游離羥基。,一. DNA的一級結構,DNA的二級結構是指DNA的雙螺旋結構。 DNA的雙螺旋模型是由Watson和Crick兩位科學家于1953年提出的。,（一）二級結構的概念,二. DNA的二級結構,6,(三) 雙螺旋結構模型的基本特征,1. 反向平行 的雙鏈沿中心軸盤繞成右手螺旋。,二. DNA的二級結構,10,(三) 雙螺旋結構模型的基本特征,1. 反向平行 的雙鏈沿中心軸盤繞成右手螺旋。,二. DNA的二級結構,2. 雙螺旋表面形成兩種凹槽：較淺的叫小溝，另一條叫大溝。,3. 由糖-磷酸相互間隔連接構成的主鏈處于螺旋外側；堿基則伸向螺旋內部，與中軸垂直。,4. 雙螺旋內部的堿基按規則配對：A與T配對，形成2個氫鍵；G與C配對，形成3個氫鍵 (見下圖)，稱為堿基互補配對，雙螺旋的兩條鏈則呈互補關系。,二. DNA的二級結構,(三) 雙螺旋結構模型的基本特征,二. DNA的二級結構,5. 雙螺旋直徑為2nm，每對脫氧核苷酸殘基沿縱軸旋轉36，上升0.34nm。所以每10個堿基對形成一個螺旋，螺距3.4nm。,二. DNA的二級結構,(三) 雙螺旋結構模型的基本特征,13,（四）維持雙螺旋結構穩定性的力,互補堿基之間的氫鍵,堿基堆集力：堿基堆集成非極性的區域，相互間產生疏水作用和范德華力,離子鍵,二、DNA的二級結構,（五） DNA雙螺旋構象的多態性,二. DNA的二級結構, 在生理狀態及在溶液中，DNA一般為B型，即Watson & Crick 提出的模型。 當水合的DNA脫水時，轉變為A型。 還有Z型的DNA 。首先在富含GC的DNA短片段中發現，后來證明天然DNA中也有。,類型A-DNAB-DNAZ-DNA 旋轉方向右右左 螺旋直徑2.32.01.8 螺距2.83.44.5 bp/轉111012堿基對間距0.2550.340.37 堿基傾角2007,1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三級結構,雙螺旋進一步扭曲形成的更高層次的空間結構主要指超螺旋結構,1. DNA超螺旋的概述,三. DNA的三級結構,正常的螺旋處于能量最低狀態，螺旋中沒有張力而處于松弛狀態。,如果額外增加或減少螺旋圈數，就會使螺旋內部產生張力，導致其扭曲而形成超螺旋。,1. DNA超螺旋的概述,與DNA雙螺旋內部纏繞方向的相反向扭轉，松解扭曲壓力，二級結構處于松纏狀態。,與DNA雙螺旋內部纏繞相同的方向扭轉， 二級結構處于緊纏狀態。,三. DNA的三級結構,正超螺旋,負超螺旋,2. DNA超螺旋的特點,1）環狀DNA分子 雙螺旋扭曲而形成麻花狀的超螺旋結構。,2）線狀DNA分子 雙螺旋與蛋白質結合后扭曲盤繞而形成螺旋的超螺旋結