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核酸（ DNA、RNA）→ 核苷酸

一、核酸 的结构. 含氮碱基. 核苷. 戊糖. 核酸（ DNA、RNA）→ 核苷酸. 磷酸. 1. 碱基. R. 苷. 2. 戊糖. 3. 核苷. 4. 核苷酸. 碱基上有修饰： 核苷的大写字母前加上代表修饰基团 的小写字母右上方写明碱基的第几位. m 2 G 表示 2- N- 甲基鸟苷. 位置 m 3 2 2 7 G 表示 N 2 ，N 2 ，7- 三甲鸟苷. 甲基. 数量. S 4 U 表示 4-硫代尿嘧啶. 3. 核苷酸 （1） ATP dCTP

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核酸（ DNA、RNA）→ 核苷酸

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Presentation Transcript

  1. 一、核酸的结构 含氮碱基 核苷 戊糖 核酸（DNA、RNA）→核苷酸 磷酸

  2. 1.碱基

  3. R 苷

  4. 2. 戊糖

  5. 3. 核苷

  6. 4.核苷酸

  7. 碱基上有修饰： 核苷的大写字母前加上代表修饰基团 的小写字母右上方写明碱基的第几位 m2G 表示 2-N-甲基鸟苷 位置 m32 2 7G 表示 N2，N2，7-三甲鸟苷 甲基 数量 S4U 表示 4-硫代尿嘧啶

  8. 3. 核苷酸 （1）ATP dCTP (AMP、ADP、dCMP、 dCDP) （2）pG Up pppA 5’磷酸鸟苷 3’磷酸尿苷 5’腺苷三磷酸

  9. （3）环核苷酸 cAMP 、 cGMP 表示磷酸与3’、5’核苷羟基相接 U＞P 表示磷酸与2’、3’核苷羟基相接 2’, 3’环化尿苷酸

  10. 5.核苷酸的应用 ATP、 GTP、 UTP、 CTP 参于代谢 5FU（5－氟尿嘧啶） 抗癌药物 6MP（6－巯基嘌呤） 抗癌药物 5’-碘脱氧尿苷 治疗病毒性心肌炎 AZT（Azido thymidine 叠氮基胸苷） 抗AIDS病毒 cAMP 、cGMP 第二信使

  11. 二、DNA的一级结构 (一）DNA的一级结构的概念 1. DNA的一级结构是指脱氧核苷酸 （碱基）在DNA分子中的排列顺序 2. DNA分子中脱氧核苷酸的连接方式 3’，5’磷酸二酯键 3.直线形DNA有二个末端：5’磷酸末端 和 3’羟基末端

  12. A. 分子结构式 B．线条式 C．字母式

  13. 4. 端粒（telomere）DNA结构与功能

  14. 1) 端粒DNA的结构 真核生物线性染色体末端的DNA序 列, 称为端粒。 端粒DNA序列相当保 守，端粒DNA的3’末端是由数百个串 联的重复序列，重复序列由G-丰富的 6个核苷酸组成. 重复序列因种属而异。 如：四膜虫为-GGGGTT- 人为-AGGGTT-。

  15. 2）端粒DNA的功能 a 保证线性DNA的完整复制 b 维持染色体的稳定 c 决定细胞的寿命

  16. (二） DNA的一级结构特点 1.DNA分子十分巨大，最小的DNA分子 也包含有几千bp，分子量在106以上。 人类基因组含有约3.1 ×109bp。 (碱基对 base pair, bp)

  17. 2. 每一物种DNA都具有其特有的碱基 组成。 3. 有些碱基常被甲基修饰，称为甲基 化(methylation)。

  18. (三). DNA的一级结构的测定 1) 双脱氧末端 终止法――Sanger法 2) 化学法――Maxan-Gilbert法

  19. 三、DNA的二级结构 1. DNA双螺旋结构的提出 Watson和Crick在1953年提出了著 名的DNA双螺旋结构模型。这个模 型不仅解释了DNA的理化性质，而 且将结构与功能联系起来，大大推 动了分子生物学的发展。

  20. ** 双螺旋提出的根据 1) DNA纤维晶体的x-衍射研究 1952年 Wilkins等 2) Chargaff的碱基分析 A＝T G＝C A＋T／G＋C的比值 不同来源DNA是不同的 3) 碱基和核苷酸的结晶学资料

  21. 2. DNA的双螺旋 结构的特点 1) B型DNA 结构

  22. DNA双螺旋结构

  23. 碱基配对结构基

  24. a. DNA双链反向平行 b. 碱基配对        * A＝T G≡C * 碱基是一个平面环分子。在双螺旋 中平面垂直于螺旋轴 * 相邻碱基相距0.34nm每10个碱基旋 转1圈双螺旋螺距为3.4nm相邻两个 碱基正好相差360

  25. c．在DNA双螺旋分子上交替存在着 大沟和小沟 蛋白质通过大沟和小沟识别碱基序 列的特异性，其中大沟对于的识别、 结合尤为重要。

  26. d．维持双螺旋的力量 氢键 碱基堆积力（base stacking force） 碱基平面叠在一起，存在着Van der Waals力 碱基 疏水性，在双螺旋内部形成疏水的力量   离子键

  27. 2. DNA的右手螺旋和左手螺旋 * DNA构象与核苷酸顺序碱基组成有关 并取决于环境条件（盐类、相对湿度） * 主要构象类型： 右手螺旋：A、B、C、D、E、T 型DNA 左手螺旋：Z 型DNA

  28. 湿度和盐类对DNA构象的影响 多核苷酸 盐类 相对湿度％ 构象类型 + Na 75 A + Na 92 B DNA 天然 + Li 44 C + Li 66 B + DNA T2 噬菌体 Na 60 T + DNA － RNA Na 33 － 92 A 杂合链 + 天然 RNA （逆转录病毒） Na 高达 92 A + Na 43 Z Poly (dG-dC) + Na 高达 92 A + Li 81 B

  29. 1 .右手螺旋 1）B型 生理条件下最普遍的形式 2）A型 RNA双螺旋及DNA－RNA 杂交链（空间位阻小，有利于转录） 3）C型 线粒体DNA及一些病毒 4）D型、E型 存在于噬菌体等生物中

  30.  2. 左手螺旋Z型DNA 1) 发现: 1979年 A. Rich等人工合成六聚体 d（CGCGCG）单晶进行X－射线 衍射分析，数据表明是Z型骨架。 左手双螺旋DNA 2) Z－DNA的结构特点: 每个螺旋由12个碱基对构成，螺距 4.46nm直径 1.8nm

  31. b. 脱氧胞苷的碱基取反式构象，脱氧 鸟苷的碱基是顺式。在Z－DNA中 G－C交替而出现顺式和反式构象 交替。使糖-磷酸的主链的走向呈 “之”字型，这样Z-DNA主链呈锯 齿状（Zig-Zag）走向。 c. 大沟消失，小沟变深

  32. d. 体内存在的Z-DNA序列特点: (1) DNA序列必须是嘌呤嘧啶交 替排列 如： CGCGCG GCGCGC ⑵ 序列中必须有5-甲基胞嘧啶的存在 如： m5C GATm5C G Gm5CTA Gm5C

  33. E. 与Z-DNA结合的特殊蛋白质 F．DNA的负超螺旋结构有利于 Z-DNA的稳定 G．抗Z-DNA抗体

  34. 3）Z-DNA的功能： ①基因表达有关 Z-DNA抗体常常紧密地结合在染色 体的疏松部位,（增强转录活性的位点）. Liu 等研究表明:在核小体中重建人类 CSF1基因时, Z-DNA在转录启动子区 域起着重要的作用

  35. ② 基因调控 Hochschild 等报道,一旦发现细菌调控 蛋白紧密结合于它的调控位点, 就通过 RNA聚合酶来激活相关基因的表达 , Z-DNA可能参与识别这种蛋白质的调 控或激活这个基因.

  36. ③ 基因重组 Willia等做的黑粉菌实验指出, Z-DNA 在基因重组中起非常重要的过度作用. 在黑粉菌中有一种rec1酶能使染色体 第一次配对后互相交换片段, 在配对时 由rec1酶使Z-DNA的双链产生 , 并且这 种酶与Z-DNA亲和力比B-DNA高75 倍, Z-DNA与rec1酶紧密结合是这一 时期的主要特征.

  37. ④ 疾病治疗与新药开发 Kim等研究表明, 一种关键的痘病毒蛋 白 E3L蛋白(已知该蛋白是病毒摧毁动 物细胞的防御系统所必需的)是通过 Z-DNA结合、干扰防御系统的运行来 行使功能的。E3L 是牛痘的致病蛋白 质之一，通过修饰该蛋白质的活跃位 点可以使其丧失功能。

  38. 表2 右手螺旋与左手螺旋DNA分子的比较 __________________________________________________ 项 目 A-DNA B-DNA Z-DNA __________________________________________________ 螺旋方向 右旋 右旋 左旋 每转1圈碱基数 11 10．4 12 螺旋直径 2.55nm 2.37nm 1.84nm 螺距 2.46nm 3.32nm 4.56nm 碱基平面的倾角 19o l o 9 o 大沟 窄，很深 宽，较深 平 小沟 很宽，浅 窄，较深 很窄, 深 __________________________________________________

  39. 三螺旋DNA • 三螺旋DNA（triple-helical DNA) • 三链DNA（triple strands of DNA) • 是一条DNA链在DNA的大沟与DNA • 双螺旋中的一条DNA链以氢键相结 • 合形成的三股螺旋结构。

  40. 1. 三螺旋DNA结构： 1) 三螺旋DNA是在DNA双螺旋结构的 基础上形成的，三链区的三链均为 同型嘌呤（homo purine HPU）或 同型嘧啶 (homo pyrimidine HPY）

  41. 2) 根据三条链组成及相对位置又可分为 Pu-Pu-PY（偏碱性介质中稳定） Py-Pu-Py（偏酸性介质中稳定） 3)链中的碱基配对方式两个碱基符合 Watson-Crick碱基配对“ - ”，另个 碱基按Hoogsteen模型“ · ” 即 T · A - T C＋ · G - C (第三位上的 “C” 必须质子化) A · A - T

  42. 4）H-DNA

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