生物化学第14章 核酸的结构.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 核酸的结构——DNA的高级结构 2、DNA的二级结构 A-DNA B-DNA Z-DNA 核酸的结构——DNA的高级结构 2、DNA的二级结构 A-DNA：是在RH75%所得到的DNA纤维结构。 A-DNA也是由反向的二条多核苷酸链组成的双螺旋结构，也为右手螺旋，但螺旋体宽而短，碱基对与中心轴的倾角也不同，呈19o，每一圈螺旋有11个核苷酸，而不是10.4个，每一圈螺旋的距离是2.5nm而不是3.4nmDNA螺旋的分子直径为2.6nm。 核酸的结构——DNA的高级结构 2、DNA的二级结构 Z-DNA：因其结构呈Z型而称为Z型DNA，它是一左手双螺旋结构，明显要比B型DNA细长，螺旋直径为1.8nm，一圈的螺距为4.5nm，它的结构上只有一条大沟而无小沟，在胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）交替的DNA片断中，尤其是CGCGCG寡聚体时出现Z-DNA； 天然B-DNA结构中可能局部出现Z-DNA，说明二者是可以互换的。 核酸的结构——DNA的高级结构 2、DNA的二级结构 三股螺旋 H-DNA结构 核酸的结构——DNA的高级结构 3、DNA的超螺旋 是DNA双螺旋通过扭曲和折叠形成的特定构象。超螺旋是DNA三级结构的一种形式。 核酸的结构—DNA的高级结构 3、DNA的三级结构 环状DNA的拓扑学特征： 1.互绕数（intertwining number,α） 连环数指在双螺旋DNA中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数，以α表示。 2.螺旋圈数（helical turn，β） 指DNA分子在松弛状态下的螺旋数，以β表示。 3.超螺旋数（superhelical number）以τ表示。 α=β+τ DNA分子具有相同的结构，但α值不同，所以称它们为拓扑异构体。拓扑异构酶能够催化它们之间的转换。 DNA负超螺旋易于解链，在DNA复制、重组和转录等过程中都需要两条链解开，所以负超螺旋利于这些功能的实施。 核酸的结构——DNA的高级结构 3、DNA的三级结构 解链环形α=23 β=23 W=0 松弛环形 α=25 β=25 τ=0 负超螺旋 α=23 Β=25 Τ=-2 核酸的结构——DNA的高级结构 3、DNA的三级结构 环状DNA的拓扑学特征： 4、比超螺旋（specific superhelix） 以σ表示。用它表示DNA的超螺旋程度。 σ=（α-β）/β0 细胞DNA通常处于负螺旋状态，其σ约为-0.05至-0.07 DNA拓扑异构：除互绕数不同外（如上述α=25，α=23），其他性质均相同的DNA分子。 双螺旋DNA在拓扑异构变化中β相同，是τ不同导致α不同。 DNA拓扑异构现象：为DNA超螺旋状态与解旋状态之间的相互转换，不发生碱基组成或顺序（一级结构）的任何变化，是DNA复制、重组或转录时所必需的。 核酸的结构——DNA的高级结构 核酸的结构——DNA的高级结构 拓扑异构酶：引起DNA拓扑异构之间转变的酶，可改变DNA拓扑异构体的α值，有两类： Ⅰ类：使双链超螺旋DNA转变成松弛型环状DNA，每一次催化作用可消除一个负超螺旋，α值增加1。 Ⅱ类：使松弛型环状DNA转变成负超螺旋型DNA，每次催化作用使α减少2，又称促旋酶。 两类酶含量严格控制，使细胞内DNA保持一定超螺旋水平。 核酸的结构——DNA的高级结构 4、DNA的四级结构（DNA与蛋白质复合物的结构） 病毒、细菌拟核和真核生物的染色体都存在DNA的组装和一定程度的压缩。 病毒：通常只有几个至几十个基因，主要由核酸和蛋白质组成，有时还含有脂质和糖类。病毒的侵染性由核酸决定。核酸位于内部，蛋白质包裹着核酸为衣壳，有的还有脂蛋白被膜。 核小体是真核生物染色质的基本结构单位，由核小体链形成纤维，进而折叠螺旋化，组装成不同层次结构的染色质和染色体。 DAN分子十分巨大，要组装到有限的空间，压缩比达1000-2000，组装成染色体则高达8000-10000。 核酸的结构——DNA的高级结构 4、DNA的四级结构（DNA与蛋白质复合物的结构） 核酸的结构——DNA的高级结构 核酸的结构——DNA的高级结构 4、DNA的四级结构 核小体 纤丝 突环与玫瑰花结 螺旋圈 核酸的结构——DNA的高级结构 4、DNA的四级结构 2.4、 RNA的高级结构 核酸的结构——RNA的高级结构 1、RNA高级结构的特点 RNA通常是单链线型分子。 RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构（类似A-DNA双