第一章DNA与染色体的结构本章内容：第一节DNA结构的多态性与动态性第二节DNA的超螺旋结构第三节DNA的变性、复性与分子杂交第四节DNA的理化性质第五节染色体第一节DNA结构的多态性与动态性一、一级结构3'，5'–磷酸二酯键核苷酸此外，核酸分子中还发现数十种修饰碱基，又称稀有碱基。它是指上述五种碱基环上的某一位置被一些化学基团（如甲基化、甲硫基化等）修饰后的衍生物。一般这些碱基在核酸中的含量稀少，在各种类型核酸中的分布也不均一。如DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA，RNA中以tRNA含修饰碱基最多。双链连接RNADNA重复序列高度重复序列重复频率高（几十万-几百万），5-300bp；中度重复序列平均重复几百次，平均长度300-700bp；低度重复序列不重复或只重复几次到几十次，如一些基因等。SSR(SimpleSequenceRepeats)标记，微卫DNA，是一类由几个核苷酸(一般为1~6个)为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。由于每个SSR两侧的序列一般是相对保守的单拷贝序列。长度一般在200bp以下。反向重复序列（invertedrepeatitivesequenceorinvertedrepeats，IR），又称回文序列。C*较短的回文序列可能是作为一种信号如：限制性内切酶的识别位点；一些调控蛋白的识别位点。二、DNA的二级结构·右手螺旋，直径2.0nm；双螺旋结构稳定力横向是碱基对间的氢键；纵向是碱基平面间的碱基堆积力（base-stackingforce）。结构要点A.两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双螺旋的骨架，糖－磷酸－糖构成螺旋主链，右手螺旋。B.两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直。C.两条链对应碱基呈配对关系A＝TG≡CD.螺旋直径2nm，螺距3.4nm，每一螺距中含10bp，相对转动角度360。E.双螺旋分子的表面大沟和小沟交替出现。三、DNA二级结构的多态性DNA结构的多态性存在多种结构参数不同的DNA双螺旋结构的现象。原因多核苷酸链的骨架含有许多可转动的单键，如磷酸二酯键的两个P-O键、糖苷键、戊糖环各个键。戊糖的构象AA三链DNA在二级结构的基础上，DNA的高级结构如三链DNA，四链DNA也陆续被发现。DNA在结构上呈现多态性，这种多态性是对双螺旋结构的发展和补充。当某一DNA或RNA寡核苷酸与DNA高嘌呤区可结合形成三链，能特异地结合在DNA的大沟中，并与富含嘌呤链上的碱基形成氢键。作用：还不清楚(基因调控)四链DNA富G的DNA能够形成四链体DNA结构。K离子的结合使四联体螺旋最稳定。四、DNA结构的动态性第二节DNA的超螺旋结构左手超螺旋/正超螺旋(Positivesupercoil)右手超螺旋/负超螺旋（Negativesupercoil）超螺旋的形成DNA双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸对，平时双螺旋总处于能量最低状态。若正常DNA双螺旋额外地多转或少转几圈，使每一圈的核苷酸数目大于或小于10，就会出现双螺旋空间结构的改变，在DNA分子中产生额外张力。若此时双螺旋的末端是固定的或是环状分子，双链不能自由转动，额外的张力不能释放，导致DNA分子内部原子空位置的重排，造成扭曲，出现超螺旋。所有的DNA超螺旋都是由DNA拓扑异构酶产生的。结合到一条链上形成复合物作用于双链涉及双链的断裂和连接－－每次使DNA的连接数改变23）拓扑异构酶的生物学功能第三节DNA的变性、复性与分子杂交（一）DNA分子的变性1.条件加热,极端pH,有机溶剂（尿素、酰胺)，低盐浓度等。2.变性过程的表现是一个爆发式的协同过程，变性作用发生在一个很窄的温度范围。导致一些理化性质发生剧烈变化。变性DNA，理化性质发生剧烈变化1）溶液粘度降低；2）溶液旋光性发生改变；3）增色效应(hyperchromiceffect)变性后DNA溶液的紫外（260nm）吸收作用增强的效应。天然DNA和变性DNA的吸收值相差可达34％。Tm80其它影响因素均一性核酸分子越长，Tm值越大；序列均匀，变性同步性较好，解链温度范围较窄。离子强度离子强度较低时，Tm值较低，融点范围也较宽，因此DNA制剂不应保存在离子强度过低的溶液中。pH小于4或大于11，不利于碱基氢键形成。D.SDNADNA的变性和复性是可逆的。如DNA仅部分变性，它的复性就表现在快速的一级反应，如DNA已完全变性，它就表现为缓慢的二级反应。不完全变性DNA的复性只是已分开部分的双股链间