复旦大学：《生物化学A Biochemistry》课程PPT教学课件（上）11 核酸化学 Biochemistry of Nucleic Acids（二）DNA的结构和特性 Structure and Characters of DNA

DNA的结构与特性 Structure and characters of dna

DNA的结构与特性 Structure and Characters of DNA

Watson-Crick的DNA双螺旋 结构特征即 AET G曰a Major Minor groove Minor Major groove groove B DNA(B conformation) 2.0nm

Watson-Crick的DNA双螺旋 2.0 nm 结 构 特 征

双螺旋分子中糖分子与纵轴 5'end ouble 平行,与碱基平面垂直。 5’ chain end bases 3 end P=O chain end 稳定双螺旋 结构的作用 sugar 力为氢键和 碱基堆积力 5' chain end phosphodiester bond (即疏水作 hydrogen bond 3' chair end 用)

双螺旋分子中糖分子与纵轴 平行，与碱基平面垂直。 稳定双螺旋 结构的作用 力为氢键和 碱基堆积力 （即疏水作 用）

DNA三级结花

DNA的三级结构

DNA的大小 噬菌体T2DNA长约50pm E-coli DNA长约1mm 人生殖细胞DNA长约1m

DNA的大小： 噬菌体T2DNA长约50 μm E-coli DNA 长约1 mm 人生殖细胞DNA长约1 m

DNA的分子形状 原核生物的基因组DNA(即染色体) 质粒( plasmid)DNA、一些病毒DNA、 线粒体及叶绿体DNA,呈环状双链 (double stranded cyclic DNA, DSCDNA) 真核生物的染色体DNA,大部分噬菌体 DNA,和一些病毒DNA,呈线状

DNA的分子形状 • 原核生物的基因组DNA（即染色体）、 质粒（plasmid）DNA、一些病毒DNA、 线粒体及叶绿体DNA，呈环状双链 （double stranded cyclic DNA, DSCDNA） 。 • 真核生物的染色体DNA，大部分噬菌体 DNA，和一些病毒DNA，呈线状

共价闭合环状DNA( covalently closed circular dna, CCcDNA)的超螺旋结构 superhelical structure 超螺旋:指双螺旋环状 分子再度螺旋化即成为 超螺旋结构。 形成超螺旋的基础 DNA双螺旋的扭 曲形成超螺旋 superhelIX 闭环超螺旋DNA

共价闭合环状DNA（covalently closed circular DNA, cccDNA）的超螺旋结构 （superhelical structure） 形成超螺旋的基础: DNA双螺旋的扭 曲形成超螺旋 （superhelix） 超螺旋：指双螺旋环状 分子再度螺旋化即成为 超螺旋结构

自从1965年Ⅴ inograd等人发现多瘤病 毒的环形DNA的超螺旋以来,现已知道绝 大多数原核生物的DNA都是共价(封)闭 环( covalently closed circle,简称 CccDNA 分子)。 对于真核生物来说,虽然其染色体上 多为线形DNA分子,但其DNA均与蛋白质 结合,两个结合点之间的DNA形成类似 CCC分子的环结构(oop),同样具有超 螺旋形成

自从1965年Vinograd等人发现多瘤病 毒的环形DNA的超螺旋以来，现已知道绝 大多数原核生物的DNA都是共价（封）闭 环（covalently closed circle, 简称cccDNA 分子）。 对于真核生物来说，虽然其染色体上 多为线形DNA分子，但其DNA均与蛋白质 结合，两个结合点之间的DNA形成类似 CCC分子的环结构（loop），同样具有超 螺旋形成

环状DNA引发的 拓朴学( topology)是专门研究物体 变形后仍然保留下来的结构特性

环状DNA引发的 拓扑学问题 拓朴学（topology）是专门研究物体 变形后仍然保留下来的结构特性

λ噬菌体DNA在不同的生活周期可以以环形或线形存在, 线状DNA的两端有粘未端,有助于DNA连接酶将互补 的粘未端连成环状。其中会带来拓朴学的问题。 段长260bp的B-DNA,周期数为25,把它们连接成环,此时的 DNA为松弛型DNA。若将上述DNA先拧松2周后再连接成环,可 以形成两种环形DNA,一种称解链环形DNA(螺旋周数23)和 突环。另一种为超螺旋DNA,螺周数仍为25,但同时具有2个超 螺旋周。从力能学看,超螺旋更易形成。超螺旋DNA具有更为 致密的结构,可以将很长的DNA分子压缩在一个较小的体积。 生物体的DNA绝大多数是以超螺旋形式存在的。超螺旋DNA密 度较大,离心场中较线形或开环DNA移动快,凝胶电泳时泳动 的速度也较快。 DNA拓扑异构体之间的转变是通过拓扑异构酶( topoisomerase)来 实现的

噬菌体DNA在不同的生活周期可以以环形或线形存在， 线状DNA的两端有粘末端，有助于DNA连接酶将互补 的粘末端连成环状。其中会带来拓朴学的问题。 一段长260 bp的B-DNA，周期数为25，把它们连接成环，此时的 DNA为松弛型DNA。若将上述DNA先拧松2周后再连接成环，可 以形成两种环形DNA，一种称解链环形DNA（螺旋周数23）和 突环。另一种为超螺旋DNA，螺周数仍为25，但同时具有2个超 螺旋周。从力能学看，超螺旋更易形成。超螺旋DNA具有更为 致密的结构，可以将很长的DNA分子压缩在一个较小的体积。 生物体的DNA绝大多数是以超螺旋形式存在的。超螺旋DNA密 度较大，离心场中较线形或开环DNA移动快，凝胶电泳时泳动 的速度也较快。 DNA拓扑异构体之间的转变是通过拓扑异构酶(topoisomerase)来 实现的