一、DNA 的二级结构

★Watson 和 Crick 通过对 DNA 的 X 射线衍射图谱分析，在
       1953 年提出了双螺旋模型(double helix model)

★ 双螺旋模型的建立标志着分子生物的创立

James D.Watson                     Francis Crick

美国生物学家                        英国物理学家

时年25岁                            时年37岁

为什么说 DNA 是双链的？

            

Chargaff 规则

★Chargaff 规则：20 世纪 50 年代，Chargaff 阐明的

   碱基组成规律

★几乎所有来源DNA 的碱基含量有如下规律：

  · A％＝T％

   · G％＝C％(A＋G)％＝(T＋C)％

★不同生物 DNA 的碱基组成不同

★相同生物不同组织 DNA 的碱基组成相同，且不受生物体年龄、营养状态和环境变化的影响

DNA 以双链形式存在

★A 与 T，G 与 C 之间的关系说明它们必然是成对存在，其解释就

   是 DNA 是双链，碱基之间发生配对

为什么说 DNA 是螺旋状的？

★Wilkins 与 Franklin 首先拍摄到清晰   

   的 X 射线衍射图谱

★衍射图显示出 DNA 分子具有 3.4nm

   与 0.34nm 的重复结构，说明其为螺

   旋状 

★Watson、Crick 和 Wilkins 因此

   获得了 1962 年的诺贝尔生理学

   与医学奖

DNA 双螺旋的特点

★DNA 为反平行的右手双螺旋

   ·DNA的长度以碱基对(bp)表示。

★螺旋直径 2.0nm，螺距 3.4nm，每圈 10 个碱基

★主链位于外侧，碱基位于内侧，与螺旋轴垂直

★碱基可形成链间的氢键

碱基配对

★A 与 T，G 与 C 可通过氢键形成特异性的碱基配对
    ★AT 间可形成两个氢键，GC 间可形成三个

DNA 双螺旋的特点

★碱基平面间相互平行，同时与螺旋轴垂直

★两股链间形成沟：
      · 大沟(major groove)
       · 小沟(minor groove)
    ★大沟是 DNA 与蛋白质发生相互作用的区域

稳定双螺旋的作用力

★氢键是稳定双螺旋的主要作用力   

★双螺旋的核心具有疏水的特性
    ★碱基平面间的电子云可发生相互

  作用，称为碱基堆砌力(base stacking 

                                     interaction)

DNA 二级结构的多样性

★B 型：相对湿度比较大时的状态，更接近生理条件

★A 型：降低湿度(增加离子强度)，DNA 结合的水减少， 盘绕更加紧密

    ★Z 型：CGCGCG 序列在高离子强度下形成的左手螺旋