DNA與RNA的結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，共79頁(yè)。DNA與RNA的結(jié)構(gòu)第2頁(yè)，共79頁(yè)。第3頁(yè)，共79頁(yè)。DNA的化學(xué)組成第4頁(yè)，共79頁(yè)。DNA的精確衍射圖譜第5頁(yè)，共79頁(yè)。DNA第一張相對(duì)清晰的衍射圖譜第6頁(yè)，共79頁(yè)。第7頁(yè)，共79頁(yè)。第8頁(yè)，共79頁(yè)。EarlyModel第9頁(yè)，共79頁(yè)。Naturearticle第10頁(yè)，共79頁(yè)。Naturearticle第11頁(yè)，共79頁(yè)。DNAModel第12頁(yè)，共79頁(yè)。第13頁(yè)，共79頁(yè)。第14頁(yè)，共79頁(yè)。Whichsubstance,proteinorDNA,carriedthehereditaryinformation?轉(zhuǎn)型因子格里菲斯實(shí)驗(yàn)第15頁(yè)，共79頁(yè)。第16頁(yè)，共79頁(yè)。第17頁(yè)，共79頁(yè)。第18頁(yè)，共79頁(yè)。第19頁(yè)，共79頁(yè)。核苷第20頁(yè)，共79頁(yè)。第21頁(yè)，共79頁(yè)。第22頁(yè)，共79頁(yè)。共軛第23頁(yè)，共79頁(yè)。第24頁(yè)，共79頁(yè)。呋喃糖環(huán)并非平面，糖環(huán)上通常有一個(gè)或兩個(gè)原子偏離平面，因此脫氧核糖可以是折疊的，成為DNA分子中具有柔性和動(dòng)態(tài)變化的一部分，其中碳原子折疊偏向C5一側(cè)稱為內(nèi)式，折疊偏向另外一側(cè)稱為外式。這樣使核糖磷酸鏈中兩個(gè)相鄰的磷酸之間的距離發(fā)生縮短或伸長(zhǎng)，產(chǎn)生兩種構(gòu)象。第25頁(yè)，共79頁(yè)。N-糖苷鍵酯鍵第26頁(yè)，共79頁(yè)。堿基平面繞著N-糖苷鍵旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生順?lè)串悩?gòu)化，嘌呤六元環(huán)或嘧啶氧原子指向遠(yuǎn)離糖的方向是反式，指向糖是順式構(gòu)象。堿基與糖的旋轉(zhuǎn)位置在立體結(jié)構(gòu)上是受到限制的，天然存在的核苷中通常是反式構(gòu)象。第27頁(yè)，共79頁(yè)。兩個(gè)核苷之間通過(guò)磷酸連接，磷酸分子中的兩個(gè)氧原子分別與核糖中的C3上的羥基和C5上的羥基形成3’,5’-磷酸二酯鍵第28頁(yè)，共79頁(yè)。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由數(shù)量及其龐大的四種脫氧核糖核苷酸通過(guò)3’,5’-磷酸二酯鍵連接起來(lái)的直線型或環(huán)形的多聚體。形成核苷酸鏈的前體可能是多磷酸核苷酸。第29頁(yè)，共79頁(yè)。核苷酸的連接具有方向性和獨(dú)特性，在書(shū)寫時(shí)是由5’到3’表示的形式，在堿基之間夾著磷酸，磷酸可以省略，就呈現(xiàn)出我們常見(jiàn)的核酸序列形式。在核苷酸單鏈中，磷酸在核苷左側(cè)表示與C5上羥基形成酯鍵，磷酸在核苷右側(cè)表示與C3上羥基形成酯鍵。第30頁(yè)，共79頁(yè)。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是DNA的兩條多聚核苷酸鏈之間通過(guò)氫鍵形成的反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu).核糖與磷酸在外側(cè)，彼此通過(guò)磷酸二酯鍵連接形成DNA分子的骨架。堿基平面與螺旋軸垂直，糖平面與螺旋軸平行。兩條核苷酸鏈彼此依靠形成氫鍵聯(lián)系在一起。第31頁(yè)，共79頁(yè)。第32頁(yè)，共79頁(yè)。切加夫定律，在所有生物中氨基的堿基（腺嘌呤和胞嘧啶）總數(shù)等于含酮基的堿基（鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶）總數(shù)，即A+C=T+G；嘌呤的總數(shù)等于嘧啶的總數(shù)，即A+G=C+T。一條鏈上的嘌呤必須與另一條鏈上的嘧啶匹配，這樣距離正好符合雙螺旋的直徑。第33頁(yè)，共79頁(yè)。第34頁(yè)，共79頁(yè)。沃森和克里克建議的結(jié)構(gòu)代表DNA鈉鹽在較高濕度下制得的纖維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)稱為B型，由于它含水分較高（92%），可能比較接近大部分DNA在細(xì)胞中的構(gòu)象，此外還有ACDEZ型。A型是除了B型以外的另一種基本構(gòu)象，在相對(duì)濕度75%以下獲得的DNA纖維構(gòu)象是A型。從外觀上看A型螺旋較寬而短，堿基對(duì)與中心軸的傾角也不同，呈19度。Z型DNA是左手螺旋的構(gòu)象，Z型與AB型比較更加細(xì)長(zhǎng)，磷酸和糖的骨架呈現(xiàn)Z字形走向，這種構(gòu)象首先發(fā)現(xiàn)于人工合成的寡核苷酸，后來(lái)在天然DNA局部也有Z型結(jié)構(gòu)。第35頁(yè)，共79頁(yè)。第36頁(yè)，共79頁(yè)。對(duì)于B型構(gòu)象，兩條配對(duì)的鏈偏向一側(cè)，形成一條大溝和一條小溝，螺旋的平均直徑是20?，即2nm，堿基堆積的距離是3.4?，兩層核苷酸之間的夾角是36度，因此，沿著中心軸每旋轉(zhuǎn)一周就有10個(gè)核苷酸，每轉(zhuǎn)一周的高度是34?。第37頁(yè)，共79頁(yè)。第38頁(yè)，共79頁(yè)。第39頁(yè)，共79頁(yè)。在B型DNA中，由于螺旋軸穿過(guò)每一個(gè)堿基對(duì)的中央，而且堿基對(duì)的平面幾乎是與螺旋軸垂直的，因此大溝和小溝具有相近的深度。在A型DNA中，螺旋軸偏離進(jìn)入大溝的堿基對(duì)中心而繞過(guò)這些堿基對(duì)，堿基對(duì)平面與螺旋軸成19度角，這種排列使得大溝很深，從表面伸展越過(guò)中央軸，某些部分伸展到相反的一側(cè)，小溝則是淺的。第40頁(yè)，共79頁(yè)。第41頁(yè)，共79頁(yè)。Z型DNA具有完全不同的結(jié)構(gòu)，螺旋是左手的，核糖磷酸形成的骨架呈現(xiàn)Z字型，Z型DNA中鳥(niǎo)嘌呤的糖環(huán)旋轉(zhuǎn)180度，從而使它朝向內(nèi)彎向小溝，這樣形成的螺旋是細(xì)長(zhǎng)的，并且小溝非常深，大溝則被推向表面，趨于平坦，不再形成溝。第42頁(yè)，共79頁(yè)。DNA溝的邊緣可以提供氫鍵的供體和受體，是DNA與蛋白質(zhì)發(fā)生專一性相互作用的潛在位點(diǎn)。DNA溝的邊緣也就是堿基對(duì)的邊緣，不同的堿基對(duì)在大溝中提供不同的氫鍵形成供體和受體，因此不同的堿基對(duì)容易被蛋白質(zhì)分子所區(qū)分。第43頁(yè)，共79頁(yè)。第44頁(yè)，共79頁(yè)。第45頁(yè)，共79頁(yè)。粘度第46頁(yè)，共79頁(yè)。第47頁(yè)，共79頁(yè)。第48頁(yè)，共79頁(yè)。第49頁(yè)，共79頁(yè)。第50頁(yè)，共79頁(yè)。一種能夠與DNA強(qiáng)力結(jié)合的熒光染料，可以透過(guò)完整的細(xì)胞膜，它可以用于活細(xì)胞和固定細(xì)胞的染色。第51頁(yè)，共79頁(yè)。第52頁(yè)，共79頁(yè)。第53頁(yè)，共79頁(yè)。第54頁(yè)，共79頁(yè)?；A(chǔ)知識(shí)的積累時(shí)間過(guò)程的分析推斷的科學(xué)問(wèn)題提出新的科學(xué)假設(shè)簡(jiǎn)明有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中介體第55頁(yè)，共79頁(yè)。RogerDavidKornberg，2006年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)所作的研究第56頁(yè)，共79頁(yè)。中介體復(fù)合物（MediatorComplex）－一類重要的轉(zhuǎn)錄輔因子頭、中部模塊:與核心polII

相互作用尾部模塊:與多種轉(zhuǎn)錄激活因子（activators)相互作用激酶模塊:可結(jié)合或脫離核心中介體人中介體復(fù)合物亞基組成及相互作用因子圖示（RobertG.Roederetal，NatureReviewsGenetics,2010）Mediator是所有動(dòng)植物細(xì)胞中的關(guān)鍵分子機(jī)器，對(duì)于絕大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄有著至關(guān)重要的調(diào)控作用。轉(zhuǎn)錄因子和其他調(diào)控蛋白通過(guò)巨大的Mediator，對(duì)執(zhí)行轉(zhuǎn)錄的RNA聚合酶II施加影響。第57頁(yè)，共79頁(yè)。端粒酶RNA蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)?8頁(yè)，共79頁(yè)。單鏈的RNA在天然狀態(tài)下并非以無(wú)序狀態(tài)存在，它會(huì)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成鏈內(nèi)的發(fā)卡結(jié)構(gòu)，在不能形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)的情況下，單鏈RNA可能以類似于右手螺旋的形式存在。第59頁(yè)，共79頁(yè)。第60頁(yè)，共79頁(yè)。5’端加上帽子結(jié)構(gòu)，起到識(shí)別和穩(wěn)定作用，這個(gè)過(guò)程是先從5’端脫去一個(gè)磷酸，在與GTP生成5’5’三磷酸相連的鍵，最后以S-腺苷甲硫氨酸進(jìn)行甲基化，形成帽子結(jié)構(gòu)。在3’端，先由RNA酶III在3端切斷，再由多聚腺苷酸聚合酶加尾，用以防止核酸外切酶降解。真核生物的內(nèi)含子由RNA內(nèi)切酶先在左端切開(kāi)，產(chǎn)生5末端和3端上游形成5’,2’磷酸二酯鍵，構(gòu)成套鎖結(jié)構(gòu)。然后內(nèi)含子右端切開(kāi)，連個(gè)外顯子連接起來(lái)。GU-AG主要內(nèi)含子AU-AG次要內(nèi)含子第61頁(yè)，共79頁(yè)。第62頁(yè)，共79頁(yè)。核糖體RNA與蛋白質(zhì)共同組成核糖體，所有的核糖體都分成大小亞基兩個(gè)部分。大小亞基分別由幾種rRAN和數(shù)十種蛋白質(zhì)組成。核糖體按沉降系數(shù)分為兩類，一類（70S）存在于原核生物中，另一類（80S）存在于真核細(xì)胞中。第63頁(yè)，共79頁(yè)。第64頁(yè)，共79頁(yè)。第65頁(yè)，共79頁(yè)。rRNA是單鏈，不同來(lái)源的AUGC含量差別很大，但是在rRNA中有廣泛的雙鏈區(qū)域，在雙鏈區(qū)，堿基互補(bǔ)配對(duì)形成氫鍵，表現(xiàn)為發(fā)卡式的螺旋。第66頁(yè)，共79頁(yè)。核糖體中催化肽鍵合成的是rRNA，而核糖體蛋白質(zhì)是維持rRNA構(gòu)象的作用。核糖體蛋白質(zhì)，構(gòu)成核糖體的蛋白質(zhì)。大腸桿菌中核糖體蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)均被確定。30S亞基共21中蛋白質(zhì)（S1-S21），50S亞基共34種蛋白質(zhì)（L1-L34）第67頁(yè)，共79頁(yè)。第68頁(yè)，共79頁(yè)。第69頁(yè)，共79頁(yè)。剪接型核酶I型內(nèi)含子第70頁(yè)，共79頁(yè)。剪切型核酶RNaseP，由單鏈RNA和蛋白質(zhì)（20kDa)，催化作用由RNA完成，蛋白質(zhì)穩(wěn)定RNA的構(gòu)象。第71頁(yè)，共79頁(yè)。第72頁(yè)，共79頁(yè)。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA是具有攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸功能的一類小分子核糖核酸第73頁(yè)，共79頁(yè)。第74頁(yè)，共79頁(yè)。通過(guò)X衍射研究tRNA晶體表明，各種tRNA都存在相同的三維構(gòu)象，三