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DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3’,5’-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔%。在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期,查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T),鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C),因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。
一级结构
是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(核苷酸),通过3',5'-磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位-脱氧核糖核苷酸的排列顺序。
一级结构每一种脱氧
核糖核苷酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查哥夫(Chargaff)法则(即碱基互补配对原则)。
二级结构
是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类:一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等;另一类是左手双螺旋,如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见。也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有 的DNA为环形,有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键,G 与C之间可以形成三个氢键,使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链, 由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上,氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度,使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子,整个DNA分子形 成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周,故 旋转一周(螺距)是3.4nm,这是β-DNA的结构,在生物体内自然生成的 DNA几乎都是以β-DNA结构存在。
三级结构
是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间 三级结构结构,也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类,并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时,双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就是双螺旋产生张力,如果DNA分子两端是开放的,这种张力可通过链的转动而释放出来,DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的,或者是环状分子,这种张力就不能通过链的旋转释放掉,只能使DNA分子本身发生扭曲,以此抵消张力,这就形成超螺旋,是双螺旋的螺旋。
四级结构
核酸以反式作用存在(如核糖体、剪接体),这可看作是核酸的四级水平的结构。也是DNA存在的一种形式。DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构。超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,它可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变。
结构特点
a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。
b. 每一种核酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
c. 核酸的含氮碱基又可分为五类:鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) 、尿嘧啶(Uracil)。
d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。
e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T C=G 加卡夫法则。
DNA的结构目前一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段。
一级结构
是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(核苷酸),通过3',5'-磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位-脱氧核糖核苷酸的排列顺序。
一级结构每一种脱氧
核糖核苷酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查哥夫(Chargaff)法则(即碱基互补配对原则)。
二级结构
是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类:一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等;另一类是左手双螺旋,如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见。也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有 的DNA为环形,有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键,G 与C之间可以形成三个氢键,使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链, 由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上,氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度,使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子,整个DNA分子形 成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周,故 旋转一周(螺距)是3.4nm,这是β-DNA的结构,在生物体内自然生成的 DNA几乎都是以β-DNA结构存在。
三级结构
是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间 三级结构结构,也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类,并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时,双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就是双螺旋产生张力,如果DNA分子两端是开放的,这种张力可通过链的转动而释放出来,DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的,或者是环状分子,这种张力就不能通过链的旋转释放掉,只能使DNA分子本身发生扭曲,以此抵消张力,这就形成超螺旋,是双螺旋的螺旋。
四级结构
核酸以反式作用存在(如核糖体、剪接体),这可看作是核酸的四级水平的结构。也是DNA存在的一种形式。DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构。超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,它可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变。
结构特点
a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。
b. 每一种核酸由三个部分所组成:一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
c. 核酸的含氮碱基又可分为五类:鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) 、尿嘧啶(Uracil)。
d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。
e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T C=G 加卡夫法则。
DNA的结构目前一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段。
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