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第 8 章

第 8 章. 核酸：結構如何傳遞訊息 Nucleic Acids: How Structure Conveys Information. 8.1 核酸結構的層級 一級結構：聚核苷酸 (polynucleotide) 之鹼基序列 二級結構：聚核苷酸骨架之三度空間構形 三級結構：分子之超螺旋構形. 核酸之分類： DNA(deoxyribonucleic acid) 及 RNA(ribonucleic acid). 核酸之四級結構包括與蛋白質之鍵結。例如核糖體之 RNA 與蛋白質之結合；煙草鑲嵌病毒之核酸纏繞於蛋白質外殼。. 8.2 聚核苷酸之共價結構

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第 8 章

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Presentation Transcript

  1. 第 8 章 核酸：結構如何傳遞訊息 Nucleic Acids: How Structure Conveys Information

  2. 8.1核酸結構的層級 • 一級結構：聚核苷酸(polynucleotide)之鹼基序列 • 二級結構：聚核苷酸骨架之三度空間構形 • 三級結構：分子之超螺旋構形

  3. 核酸之分類：DNA(deoxyribonucleic acid) • 及RNA(ribonucleic acid)

  4. 核酸之四級結構包括與蛋白質之鍵結。例如核糖體之RNA與蛋白質之結合；煙草鑲嵌病毒之核酸纏繞於蛋白質外殼。核酸之四級結構包括與蛋白質之鍵結。例如核糖體之RNA與蛋白質之結合；煙草鑲嵌病毒之核酸纏繞於蛋白質外殼。

  5. 8.2聚核苷酸之共價結構 • 構成核酸之單體為核苷酸，而核苷酸由三部分所組成： • 1.含氮鹼基(nitrogenous base) • 2.醣基(sugar) • 3.磷酸(phosphoric acid)

  6. 核酸鹼基(nucleic acid base or nucleobase)有兩大類： • 嘧啶(pyrimidine)及嘌呤(purine) →Fig.8.1

  7. DNA含A,G,T,C • RNA含A,G,U,C • 不尋常鹼基→Fig.8.2

  8. 由鹼基及醣基共價鍵結合而成的化合物稱為核苷(nucleoside) →Fig.8.3

  9. 鹼基與核糖間之共價鍵稱為糖苷鍵(glycosidic linkage) • 當磷酸與核糖之羥基結合形成磷酸酯鍵則形成核苷酸→Fig.8.4

  10. 核苷酸之命名：核苷名+monophosphate • 核酸由核苷酸聚合而成。 • RNA鏈之構造→Fig.8.5

  11. DNA鏈之構造→Fig.8.6

  12. DNA之鹼基序列含有基因之暗碼訊息

  13. p.261

  14. 8.3DNA的結構 • ※DNA的二級結構：雙股螺旋(the double helix) • DNA的雙股螺旋結構於1953年由Watson及Crick所提出

  15. DNA雙股螺旋結構決定之依據： • 1. DNA 鹼基組成之化學分析； • A:T=1:1,G:C=1:1 • 2.X線繞射模式

  16. DNA之結構→Fig.8.7

  17. 其特徵是： • 1.由核糖─磷酸根所形成之骨架在螺旋結構之外側 • 2.分別位於兩骨架上之鹼基以氫鍵配對，排列在螺旋軸的垂直平面上，與骨架之形成無關 • 3.兩骨架的走向是反向平行

  18. DNA之雙股稱為互補性雙股 • DNA雙股間鹼基之配對方式→Fig.8.8

  19. Fig.8.7所示之DNA稱為B-DNA • B-DNA之特徵： • 1.外徑為2nm • 2.螺旋每繞一圈長度約為3.4nm • 3.螺旋每繞一圈包含10個鹼基對

  20. ※DNA構形的變化 • A-DNA之特徵：每圈有11個鹼基，鹼基對與螺旋軸成20度角→Fig.8.9 • 左旋性DNA:Z-DNA→Fig.8.9

  21. 圖 8.9 A、B、與 Z 型 DNA 的比較。 (a) 三種型式 DNA 的側視圖。

  22. Z型DNA衍生自B型DNA→Fig.8.11

  23. 標準B-DNA相鄰鹼基對之扭轉→Fig.8.12

  24. 標準B-DNA次凹槽中鹼基對之扭轉→Fig.8.13

  25. p.267-1

  26. ※DNA之三級結構：超螺旋 • 雙股DNA進一步之扭轉稱為超螺旋(supercoiling) • ※原核生物DNA之超螺旋結構→Fig.8.14

  27. 參與改變DNA超螺旋結構之酵素：拓樸異構酶(topoisomerase)參與改變DNA超螺旋結構之酵素：拓樸異構酶(topoisomerase) • 拓樸異構酶有兩大類： • 第一類及第二類拓樸異構酶 • 二類拓樸異構酶又稱為DNA旋轉酶(DNA gyrase) →Fig.8.15

  28. ※真核生物DNA之超螺旋結構 • 真核生物之DNA與組織蛋白(histone)結合成染色質 • 組織蛋白有五型：H1,H2A,H2B,H3,H4 • (H2A)2(H2B)2(H3)2(H4)2組成八聚體，稱為組織蛋白核心，與DNA纏繞→Fig.8.16

  29. 8.4 DNA的變性 • DNA的加熱變性→Fig.8.17,Fig.8.18

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