（Watson, Crick, 1953）
氢键维持双链横向稳定 性，碱基堆积力维持双 链纵向稳定性。
22
（二）DNA结构的多样性
A-DNA：右手螺旋
B-DNA：Watson-Crick模型，右手螺 旋生理条件下DNA最稳定的结构形式
Z-DNA：左手螺旋
23
24
二、DNA的超螺旋结构及其在染色质 中的组装
4´ 3´
OH
1´ 2´
OH OH
核糖 （构成RNA）
脱氧核糖 （构成DNA）
8
核苷的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖 苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
NH2 N HO CH 2
1
O N O
核苷：AR, GR, UR, CR
1´
脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
OH OH
9
核苷酸的结构与命名
19
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
側，与对側碱基形成氢键配
对（互补配对形式： A=T;
GC） 。
相邻碱基平面距离0.34nm， 螺旋一圈螺距3.4nm，一圈 10对碱基。
20
碱基互补配对 A T C G
21
（二） DNA双螺旋结构模型要点
15
第二节 DNA的空间结构与功能
一、DNA的二级结构——双螺旋结构模型
16
（一）DNA双螺旋结构的研究背景
碱基组成分析
Chargaff 规则
碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
DNA纤维的X-线衍射图谱分析
17
Chargaff 碱基组成规律
(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等. A=T 鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等. 嘌呤总数=嘧啶总数 G=C A+G=C+T
2
二、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
( DNA) 90%以上分布于细胞核，其余分布于 核外如线粒体，叶绿体，质粒等。 携带遗传信息，决定细胞和个 体的基因型(genotype)。
核糖核酸
(RNA)
分布于胞核、胞液。 参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。
3
第一节 核酸的化学组成及一级结构
O OO
O
N NN
ADP AMP ATP NAD+
O
OH OH OH OH OH OH
P
O
OH
11
OH NADP+
5′端
二、核酸的一级结构
定义
核酸中核苷酸的排 列顺序。 由于核苷酸间的差 异主要是碱基不同，所 以也称为碱基序列。
C
A
G
3′端
12
5´端
C
核苷酸的连接
核苷酸之间以 磷酸二酯键连接形
A
• 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶
• 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 • 1985年 Mullis发明PCR 技术 • 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) • 1994年 中国人类基因组计划启动
• 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
戊糖 酸
磷酸
磷酸
5
碱 基
N
NH2 N
嘌呤
N 7 8 9 NH
NH
(A)
N
O N
NH
NH
鸟嘌呤(G)
N
NH2
6
嘧啶
5 4 3 2 N
O
NH
6 1 NH
NH2
NH
O
尿嘧啶(U)
O H3C
N
NH
NH
NH
O
O
7
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
戊 糖
HO CH2 5´ O OH HO CH2 O OH
核酸的化学组成
1. 元素组成: C、H、O、N、P（9~10%） 2. 分子组成
—— 碱基：嘌呤碱，嘧啶碱
—— 戊糖：核糖，脱氧核糖 —— 磷酸
一、核苷酸的结构
4
两类核酸的基本化学组成比较
DNA
嘌呤碱
RNA
腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 尿嘧啶 (U) D-核糖
碱基
嘧啶碱
腺嘌呤 (A ) 鸟嘌呤 (G) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) D-2-脱氧核糖
（一）DNA的超螺旋结构
超螺旋结构 DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
25
意义 DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学 变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过 程具有关键作用。
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
O HO O CH CH2 P HO 2 OH OH OH OH
10
NH2 N
O O
N
核苷酸： 脱氧核苷酸：
O
AMP, GMP, UMP, CMP
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP

多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸: cAMP，cGMP • 含核苷酸的生物活性物质：
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
NH NH 2 NH 2 2 N NN
NH2 N N
N O CH2 N O
O O N NN HO N CH HO P O PP PP O OO CH CH 2 HO OO P NN 2 2O O O OH OH OH OH OH OH cAMP
成多核苷酸链，即
核酸。
G
3´端
13
书写方法
A
G
T
G
C
T
5 P
P
P
P
P
P
OH 3
5 pApGpTpGpCpT-OH 3
5 A G T G C T 3
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与DNA的差别在于：
1、戊糖是核糖而非脱氧核糖
2、嘧啶成分是胞嘧啶（C）和尿 嘧啶（U），无胸腺嘧啶（T）
核酸分子的大小常用碱基数目或 碱基对数目来表示。核酸片段<50bp 称为寡核苷酸
第二章
核酸的结构和功能
核酸：是以核苷酸为基本组成单
位的生物大分子，携带和传递遗 传信息。
1
核酸的发现和研究工作进展
• 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” • 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 • 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 • 1968年 Nirenberg发现遗传密码
(2) DNA的组成具有种属特异性
(3) DNA的碱基组成没有组织的特异性, 且较为稳定,不随年龄、营养状态、 环境改变的影响
18
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
DNA分子由两条相互平行但
走向相反的脱氧多核苷酸链
组成，两链以 - 脱氧核糖 - 磷
酸 - 为骨架，以右手螺旋方 式绕同一公共轴盘。螺旋直 径为 2 nm ，形成大沟及小沟 相间。