種環(huán)形DNA的拓?fù)鋵W(xué)特征

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1、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——三種環(huán)形DNA的拓?fù)鋵W(xué)特征制作成員：周冠彤梁夢(mèng)曉演講成員：梁夢(mèng)曉小組成員：周冠彤翁柳麗梁夢(mèng)曉DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA分子（雙螺旋）通過扭曲和折疊所形成的特定構(gòu)象，包括不同二級(jí)結(jié)構(gòu)單元間的相互作用、單鏈與二級(jí)結(jié)構(gòu)單元間的相互作用以及DNA的拓?fù)涮卣?。許多DNA是雙鏈環(huán)狀分子，如細(xì)菌染色體DNA、質(zhì)粒DNA、細(xì)胞器DNA、某些病毒DNA等。通?？梢杂^察到3種形式的DNA。共價(jià)閉環(huán)DNA：常呈超螺旋型開環(huán)DNA：雙鏈環(huán)狀DNA的一條鏈斷裂，分子呈松弛狀線型DNA：環(huán)狀DNA雙鏈斷裂環(huán)狀DNA的一些重要的拓?fù)鋵W(xué)特性（1）連環(huán)數(shù)在雙螺旋D

2、NA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數(shù)，以字母L表示，在松弛環(huán)狀DNA中，L=25，在解鏈環(huán)狀DNA中及超螺旋分子中L值皆為23。三種環(huán)狀DNA分子具有相同的結(jié)構(gòu)，但L值不同，所以稱它們?yōu)橥負(fù)洚悩?gòu)體。拓?fù)洚悩?gòu)酶可以催化拓?fù)洚悩?gòu)體之間的轉(zhuǎn)換。（2）扭轉(zhuǎn)數(shù)指DNA分子中的Watson-Crick螺旋數(shù)，以T表示。解鏈環(huán)狀與超螺旋DNA雖都具有相同的L值，但它們卻具有不同的T值。前者T=23，后者為25.（3）超螺旋數(shù)超螺旋數(shù)或纏繞數(shù)，以W表示。解鏈環(huán)狀和超螺旋DNA的W值也是不同的，前者為0，后者為-2.L、T、W三者之間的關(guān)系為：L=T+WT和W

3、值可以是小數(shù)，但L值必須是整數(shù)。L值相同的DNA之間可以不經(jīng)鏈的斷裂而互相轉(zhuǎn)變。拓?fù)洚悩?gòu)體之間的L值相差為1時(shí)，即可以用瓊脂糖凝膠電泳將它們分開。（4）比連環(huán)差以λ表示。它用來表示DNA的超螺旋程度。λ=（L-L0）/L0DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋵W(xué)L=T+W天然環(huán)狀DNA一般都以負(fù)超螺旋構(gòu)象存在，負(fù)超螺旋DNA易于解鏈。DNA的復(fù)制、重組和轉(zhuǎn)錄等過程都需將兩條鏈解開，因此負(fù)超螺旋有利于這些功能的進(jìn)行。但是這些生物學(xué)過程需要的負(fù)超螺旋程度是各不相同的，可以通過DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)其功能。DNA的拓?fù)洚悩?gòu)體之間的轉(zhuǎn)變是通過拓?fù)洚悩?gòu)酶來實(shí)現(xiàn)的。這種酶可以改

4、變DNA的拓?fù)洚悩?gòu)體的L值。在閉環(huán)狀雙鏈DNA的拓?fù)鋵W(xué)轉(zhuǎn)變,一個(gè)封閉的環(huán)狀雙鏈DNA分子拓?fù)洚悩?gòu)酶有兩種類型。I類能使雙鏈超螺旋DNA轉(zhuǎn)變成松弛型環(huán)狀DNA，每一次催化作用可消除一個(gè)負(fù)超螺旋，即使L值增加1。II類酶剛好相反，可使松弛型環(huán)狀DNA轉(zhuǎn)變成負(fù)超螺旋DNA，每次催化作用，使L值減少2。拓?fù)洚悩?gòu)酶II也稱促旋酶。這兩種拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用剛好相反，所以細(xì)胞內(nèi)兩種酶的含量受嚴(yán)格的控制，使細(xì)胞內(nèi)DNA保持在一定的超螺旋水平。謝謝觀賞