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固相萃取裝置利用從致病肺炎球菌中提取的純化

時間:2020-04-18     瀏覽:28

-等縮寫字 母,既可代表堿基,也可代表核酸中的核苷酸。固相萃取裝置 第二節 ) !"#的結構 ) ) !.//年, ’01234 ,5678等完成了著名的肺炎球菌轉化實驗,利用從致病肺炎球菌中提取的純化 9:, 轉移到另一種非致病性肺炎球菌中,使后者的遺傳性狀發生改變,成為一種致病菌,從而證明了 9:,是遺 傳的物質基礎。如果 9:,的結構發生改變,則會發生遺傳改變或者造成遺傳性疾病。 一、 !"#的一級結構 ))組成 9:,分子的脫氧核糖核苷酸主要有四種,即脫氧腺苷酸( 4,;<)、脫氧鳥苷酸( 4+;<)、脫氧胞 苷酸(4&;<)和脫氧胸苷酸(4-;<)。9:,分子的一級結構就是這四種脫氧核糖核苷酸的排列順序,或者 四種堿基的順序。遺傳信息就是以堿基排列順序的方式蘊藏在 9:,分子中的。組成 9:,的脫氧核糖核 苷酸雖然只有四種,但


是各種核苷酸的數量、比例和排列順序不同,并且 9:,分子中核苷酸的數目巨大, 因此可以形成各種特異性的 9:,片段,從而造就了自然界豐富的物種以及個體之間的千差萬別。另外要 注意的是, 9:,分子是有方向性的,所以在書寫 9:,序列時,要注明它的 %$端和 #$端,這樣才能真正表達 9:,分子中的遺傳信息。 二、 !"#的二級結構 ) ) =>世紀 />年代末到 =>世紀 %>年代初,美國生物化學家 [email protected] &B27C2DD采用色譜和紫外吸收分析等 方法研究了 9:,的組成成分,發現不同來源的 9:,分子中,嘌呤類核苷酸和嘧啶類核苷酸的總數總是相 等的,腺苷酸(,)的數目總是等于胸苷酸(-)的數目;鳥苷酸(+)的數目也總是等于胞苷酸( &)的數目,即 ,E-,+E&;,F+E-F&。這就是著名的 “&B27C2DD規則”。 ))與此同時,英國物理化學家 ;[email protected] [email protected]@A0等人用 K射線衍射技術研究 9:,的分子結構,發現 9:, 是一種螺旋結構。 !.%!年,英國女物理學家 [email protected] [email protected] 9:, K射線衍射照 片。這些卓有成效的工作為 9:,雙螺旋結構的發現打下了堅實的基礎。 ))在當時這些研究成果的基礎上, O2P60 I2Q0MA和 [email protected] [email protected] !.%#年提出了 9:,的雙螺旋(4MGRS 36 [email protected])結構模型。這個模型不僅解釋了當時所知道的 9:,的一切理化性質,而且還將結構與功能聯系 起來,大大地推動了分子生物學的發展。 ))(一) 9:,二級結構模型 ))由于當時技術條件的限制,


 I2Q0MA和 [email protected] .=U時所得到的 9:,鈉鹽 纖維,這種 9:,稱為 V型 9:,(V 9:,)。因為在生物體內的生理條件下, 9:,幾乎都是以 V 9:,存 在,所以這里將詳細地討論 V 9:,雙螺旋結構模型(圖 !W)。 "!第一篇#生物分子的結構與功能 胸腺嘧啶(+)# # #’#腺嘌呤(&) $ $$ ** ’() %# #*++ ) %’++++#% ’% %%% %%** $ $$ % %% % # % # &&* , % * # $ $ $$ $ $* $$ % %%氫鍵 $ $$$ ’ $ 胞嘧啶())#### $###鳥嘌呤(,)# $ $$ # ’++* % % % %% **%% # % # ) %+++#+’% **% $ $$ % %% % # * $$ #&&*# # ) * # $$ % %% $ $$ +++# #’% %%% $ $$ ’ 圖 ! "# $%&雙螺旋結構示意圖 圖 ! -#堿基互補原則 # # !. $%&分子由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成,兩條鏈的走向呈反向平行。在 $%&雙鏈中,親水的脫氧 核糖磷酸位于螺旋的外側,彼此通過 (/,0/磷酸二酯鍵連接,形成 $%&分子的骨架;堿基位于雙螺旋的 內側,每個堿基均與對應鏈上的堿基處于同一平面而以氫鍵(12345678 9583)結合。在 :種堿基中,腺嘌呤 (&)總是跟胸腺嘧啶(+)配對,形成兩個氫鍵;鳥嘌呤(,)總是跟胞嘧啶())配對,形成三個氫鍵。這種嚴 格的堿基配對方式稱做“堿基互補原則”(圖 !-)。所以,$%&分子兩條鏈的堿基序列是互補的。堿基 平面與雙螺旋的長軸垂直,糖環的平面則與長軸平行。 # # ;. $%&是右手螺旋結構。螺旋的直徑為 ; 8<,螺距為 (.: 8<,螺旋每旋轉一周包含 !=對堿基,所以 每個堿基平面之間的距離為 =.(: 8<。雙螺旋結構上存在著兩條凹溝,與脫氧核糖磷酸骨架平行。較深 的溝稱為大溝(<>?54 [email protected]),較淺的稱為小溝(B7 BC>DEA86 F54D7)來維系,其中堿基堆積力是 維持 $%&分子穩定性的主要因素。 # # $%&雙螺旋結構模型的提出具有劃時代的意義,它近乎完美地說明了遺傳物質的主要生化和結構的 特征。從此,遺傳學和生物學的歷史正式從細胞階段進入了分子階段。 ##(二)$%&二級結構的多樣性 # # $%&的結構不是一成不變的。G $%&是 $%&分子在生理條件下最穩定的結構,如果改變溶液的 離子強度或相對濕度,$%&螺旋結構的上述特征都會發生變化。例如,在相對濕度低于 H0I時,$%&分 子的結構為 &型。& $%&的螺旋寬而短,每一個螺旋含 !!個堿基對(9>B7 J>A4,9J),并且堿基對不垂直 于雙螺旋的軸。!-H-年,&K7L>8374 MAD1等又發現了左手螺旋。他們在研究人工合成的 ),),),片段的 晶體結構時,意外地發現這個片段形成的是左手螺旋。后來證明這種結構同樣存在于天然的 $%&分子 中。左手螺旋結構的一個明顯特征是,脫氧核糖磷酸骨架在螺旋中呈鋸齒形(NA6N>6),所以,取其英文單 詞的第一個字母將其命名為 O $%&(圖 ! !=)。O $%&每個螺旋含 !;對堿基,只有一條溝,其功能與 基因的表達調控有關。 第一章 #核##酸"! 圖 ! !"#不同類型的 $%&

雙螺旋結構 三、 !"#的高級結構 ##除了少數 ’%&病毒以外,地球上所有生物的遺傳信息都貯存在 $%&分子中。不同物種間的 $%&分 子大小及復雜程度差別很大。一些小的病毒 $%&可能只含有幾千個堿基對,細菌含有數百萬個堿基對, 而植物及哺乳動物的 $%&分子則由數十億堿基對構成。并且,所有生物的基因組 $%&的長度通常比含 此 $%&的細胞直徑大得多。因此, $%&在形成雙螺旋結 構的基礎上,必須進一步折疊成超級螺旋結構,并且在蛋 白質的參與下,再進行精密的包裝。這樣, $%&才能存在 于小小的細胞中,甚至細胞核中。 ##(一)原核生物細胞中 $%&的組裝 ##絕大部分原核生物的 $%&都是閉合環狀雙螺旋結 構,裸露而不與蛋白質結合。這種雙螺旋分子還需進一步 螺旋化形成超螺旋結

構(圖 ! !!),致密壓縮才能容納于 細胞內。在細菌中,超螺旋 $%&分子形成一條染色體后, 再與蛋白質及 ’%&相互作用,高度壓縮構成原核細胞的 類核(()*+,-./)。另外,除了染色體 $%&,還有獨立于染色 體之外的環狀 $%&分子,稱為質粒( 0+123./)。環狀 $%& 分子進一步扭轉形成超螺旋。其中,負超螺旋為右手螺 旋,是自然界中存在的主要形式,有利于 $%&的復制與轉錄。 ##(二)真核生物細胞中 $%&的組裝 ##在真核細胞內,由于 $%&分子較原核細胞大得多,所以它們壓縮得更為致密。真核細胞的 $%&與蛋 白質結合,以染色質(*45-316.()的形式存在于細胞核內。在細胞分裂期,染色質進一步壓縮折疊,形成光 學顯微鏡下可見的染色體(*45-3-2-3,)。染色質與染色體都是 $%&的高級結構形式,并且基本上是同一 物質,只不過是不同時期(一個是間期,一個是分裂期)的不同形態而已。它們的基本結構單位都是核小 體(()*+,-2-3,)。 ##核小體由 $%&雙螺旋纏繞在組蛋白上形成,其核心為四種組蛋白構成的八聚體

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