-遗传的分子基础课件.ppt
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- 遗传 分子 基础 课件
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1、第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 本章主要内容本章主要内容o 一一.DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质o 二二.DNA的分子组成与结构的分子组成与结构o 三三.DNA分子的变性分子的变性o 四四.DNA分子的复性分子的复性o 五五.DNA与染色质与染色质 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 第一节第一节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础(一一)细菌的转化细菌的转化:1928,Griffith,F肺炎双球菌感染家鼠试验肺炎双球菌感染家
2、鼠试验(Pneumococcus)无致病力无致病力转化源转化源有致病力有致病力 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 1944年年,Avery等从等从S 菌中提取的菌中提取的DNA与与R菌混合后菌混合后,R S,且转化率与,且转化率与DNA纯度呈正相关纯度呈正相关,若将若将DNA预先预先用用DNA酶降解,转化就不发生酶降解,转化就不发生。结论是结论是:S型菌的型菌的DNA将其遗传特性传给了将其遗传特性传给了R型菌型菌,DNA是遗传物质是遗传物质。Diplococcum pneumonice DNA as genetic material 1944 Avery O.T.(Ca
3、nada)1944 Avery O.T.(Canada)Bachelor 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础(二)噬菌体的侵染与繁殖噬菌体的侵染与繁殖o 1952,赫尔希,赫尔希(Hershey,A.D.)等用等用32P和和35S分别标记分别标记 T2 噬菌体的噬菌体的DNA与蛋白质,感染大肠杆菌。与蛋白质,感染大肠杆菌。35S32P DNA 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 DNA is a main genetic materialDNA is a main genetic materi
4、al RNA is genetic material alsoRNA is genetic material also Tobacco Mosaic Virus (TMV)1952 Hershey lambdar phage cycleRII DNA SIII 1928 Griffith 1944 Avery O.T 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 q DNA作为遗传物质的优点作为遗传物质的优点(自然选择的优势自然选择的优势)o 具有自我复制的能力具有自我复制的能力 储存遗传信息量大储存遗传信息量大1kb DNA1kb DNA序列序列4 410001000 种遗传信息
5、种遗传信息 核糖的核糖的2 OH2 OH 脱氧脱氧在水溶液中的稳定性高于在水溶液中的稳定性高于RNARNA 可以突变可以突变方便修复方便修复以求不断进化以求不断进化以求稳定遗传以求稳定遗传A/T,C/G A/T,C/G 互补互补双螺旋结构双螺旋结构复制复制,转录转录遗传稳定遗传稳定 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 DNA DNA(d deoxyriboeoxyribon nucleic ucleic a acid)cid)Nucleotide(NtNucleotide(Nt)basic unit)basic unitMono-phosphate Mono-phosph
6、ate(Mp)(Mp)Nucleoside(Ns)Nucleoside(Ns)DeoxyDeoxy-ribose-ribose(Ribose)(Ribose)BaseBase Purin(pu)Pyrimidine(pyPurin(pu)Pyrimidine(py)(A)(T)/(U)(A)(T)/(U)(G)(C)(G)(C)遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 LL DNA 与与RNA的区别的区别l Ribosel Base:A、G、C、T/Ul D.S.&S.S.:DNA多为双链多为双链l Numbers&length:DNA链较长链较长l Stability:DNA
7、 RNA 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸Nucleotide(NtNucleotide(Nt)遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 戊戊 糖糖 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 PurinesPyrimidines 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 二、二、DNADNA的一级结构的一级结构o核酸链的简写式核酸链的简写式 5 p3 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 1、DNA 双螺旋结构模型双螺旋结构模型(DNA Double Helix Mod
8、el)(DNA Double Helix Model)1950.Chargaff 规则 A+G/T+C=1 A+G=T+C Rich AT form&rich GC form Rich AT form&rich GC form 三、三、DNADNA的二级结构的二级结构 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 phosphodiester bond 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 M.H.F.Wilkins&Rosalind Frankin XrayXray photograph of DNA photograph of DNA with high q
9、uality with high quality 1952.Kings Lab.UK 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 J.D.WatsonF.H.C.Crickv 核酸的分子结构及其在遗传信息传递中的作用核酸的分子结构及其在遗传信息传递中的作用 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 2 2、DNADNA双螺旋的结构特点双螺旋的结构特点Right handed B-form DNA Double helix ModelRight handed B-form DNA Double helix Model 1.主链:主链:两条长链反向平行两条长链反向平行
10、 螺旋而成螺旋直径为螺旋而成螺旋直径为2nm2.碱基对碱基对3.螺距:为螺距:为3.4 nm4.大沟、小沟大沟、小沟 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 单链核苷酸链间按单链核苷酸链间按A、T、C、G 配对配对 以氢键方式连接成双链分子以氢键方式连接成双链分子 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 Right handed B-form DNA Right handed B-form DNA Double helix Model Double helix Model 每一单链具有每一单链具有 5 35 3极性极性 两条单链间以氢键连接两条单链间以氢键连
11、接 两条单链,极性相反,两条单链,极性相反,反向平行反向平行 以中心为轴以中心为轴,向右盘旋向右盘旋 (B-form)(B-form)双双 螺螺 旋旋 中中 存存 在在 大大 沟沟 (2.2nm)(2.2nm)小小 沟沟 (1.2nm)(1.2nm)遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 小沟大沟 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 l 碱基顶部基团裸露在碱基顶部基团裸露在DNA 大沟大沟内内l 蛋白质因子与蛋白质因子与DNA 的特异结合依赖于的特异结合依赖于 氨基酸与氨基酸与DNA 间的氢键的形成间的氢键的形成l 蛋白质因子沿蛋白质因子沿大沟大沟与与D
12、NA形成专一性形成专一性 结合的机率与多样性结合的机率与多样性高于沿小沟高于沿小沟的结合的结合l 大沟的空间大沟的空间更有利于与蛋白质的结合更有利于与蛋白质的结合 DNADNA双螺旋中的大沟与小沟双螺旋中的大沟与小沟 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 3.影响影响双螺旋结构双螺旋结构稳定性的因素稳定性的因素 碱基堆积的棒状实体碱基堆积的棒状实体 l 氢键氢键(Hydrogen bond 46 kc(Hydrogen bond 46 kc/mol)/mol)消除消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力单链上磷酸基团间的静电斥力 弱键弱键,可加热解链可加热解链氢键堆积氢键堆积,
13、有序排列有序排列(线性线性,方向方向)l 磷酸酯键磷酸酯键(phosphoester bond 8090 kc(phosphoester bond 8090 kc/mol)mol)l 0.2 mol/L Na0.2 mol/L Na+生理盐条件生理盐条件 强键强键,需酶促解链需酶促解链 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 l 碱基堆积力碱基堆积力(非特异性结合力非特异性结合力)3.4A 磷酸骨架磷酸骨架,氨基氨基,酮基周围水分子间的有序排列酮基周围水分子间的有序排列 Van de waals force(1.7A/嘌呤环与嘧啶环作用半径)(0.34 nm/碱基对间距碱基对
14、间距)疏水作用力疏水作用力(Hydrophobic interaction)不溶于水的非极性分子在水中相互联合不溶于水的非极性分子在水中相互联合,成成串结合的趋势力即为熵串结合的趋势力即为熵 Entrophy(S)遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 l 磷酸基团间的静电斥力磷酸基团间的静电斥力 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 DNA二级结构的多态性二级结构的多态性Z-DNAZ-DNAA-DNAB-DNA 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 遗传学遗传学 第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础 遗传学遗传学 第三章第三章
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