DNA分子的结构课件

结构DNA分子的DNA分子是生命的基本单位，携带着遗传信息，决定着生物体的性状了解DNA的结构，可以更好地理解基因的表达和遗传规律发现历DNA的程早期研究19世纪，科学家发现细胞核中存在着一种神秘物质，称为“核素”格里菲斯实验1928年，格里菲斯通过肺炎链球菌的转化实验，证明了遗传信息的传递可以通过一种物质进行艾弗里实验1944年，艾弗里等科学家证明了这种物质就是DNA，它是遗传信息的载体赫希和蔡斯实验1952年，赫希和蔡斯利用噬菌体实验，进一步证实了DNA是遗传物质，而不是蛋白质沃森和克里克模型1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，揭示了DNA的结构和功能组DNA分子的主要成成分氧脱核糖磷酸脱氧核糖是一种五碳糖，是DNA磷酸是DNA分子的骨架结构的一的基本组成成分之一它与磷酸和部分它与脱氧核糖形成磷酸二酯碱基结合形成核苷酸键，连接相邻的核苷酸碱基碱基是DNA分子中携带遗传信息的化学物质，共有四种腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）结构核酸的化学核酸是生物体内重要的生物大分子，由核苷酸单体聚合而成每个核苷酸都包含一个五碳糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，链状结构具有方向性，一个末端为5’磷酸，另一个末端为3’羟基氧结构脱核糖的脱氧核糖是一种五碳糖，是构成DNA分子的基本骨架之一它与磷酸和碱基相连，形成核苷酸，再进一步连接成DNA长链脱氧核糖的结构与核糖类似，但少了2号碳上的羟基，所以称为脱氧核糖碱种类基及其碱基的结构碱基的种类碱基是构成核酸的基本单位之一，由含氮杂环化合物组成，具有碱性•腺嘌呤Adenine,A•鸟嘌呤Guanine,G•胞嘧啶Cytosine,C•胸腺嘧啶Thymine,T碱间对规则基之的配对对A-T配G-C配腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）通过两个氢键配对，形成稳定的双螺鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）通过三个氢键配对，形成比A-T配对更旋结构稳定的结构连磷酸和糖的接方式团磷酸基1连接在脱氧核糖的第五个碳原子上氧脱核糖2连接在磷酸基团的第三个碳原子上酯键磷酸二3连接相邻的两个脱氧核糖磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接形成磷酸-脱氧核糖骨架这个骨架是DNA分子的主链，由交替排列的磷酸基团和脱氧核糖组成间结构DNA双螺旋的空两条反向平行的脱氧核苷酸链围绕一个共同轴心盘旋形成的双螺旋结构，犹如螺旋形的梯子两条链上的碱基通过氢键配对，形成梯子的横档，碱基配对方式遵循A-T和G-C的原则，确保双螺旋结构的稳定性结构DNA分子整体的特点结构1双螺旋2反向平行DNA双螺旋结构由两条反向平行的脱氧两条链的方向相反，一条链从5端到3端核苷酸链组成，通过碱基之间的氢键连接，另一条链从3端到5端在一起碱对结构3基配4螺旋腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟两条链围绕共同轴线螺旋上升，形成右手嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对螺旋结构，螺旋的直径约为2纳米结构稳双螺旋的定性氢键碱积基堆碱基对之间形成氢键，使两条链紧密碱基平面的疏水相互作用，使碱基堆结合，维持螺旋结构稳定性积，进一步增强螺旋结构的稳定性质磷酸骨架蛋白磷酸骨架带负电荷，相互排斥，使一些蛋白质与DNA结合，帮助稳定双DNA分子保持螺旋形螺旋结构，保护DNA免受损伤义Watson和Crick模型的意结构动揭示DNA推科学研究模型揭示了DNA双螺旋结构，解释了DNA模型为基因工程、药物研发等领域的研究的复制和遗传信息的传递机制为遗传学提供了理论基础，推动了生物技术的进步研究奠定了基础，推动了分子生物学的发，改变了人类对生命的理解展遗传载DNA信息的体作用遗传储遗传传递1信息的存2信息的DNA是遗传信息的载体，其序DNA通过复制将遗传信息从亲列包含着生物体生长发育、遗代传递给子代，确保物种的延传和变异等生命活动的全部信续和遗传特征的稳定息遗传达遗传变3信息的表4信息的异DNA通过转录和翻译过程，将DNA结构的改变会导致遗传信遗传信息转化为蛋白质，最终息的改变，从而引起生物体的表现出生物体的性状变异，推动物种的进化复DNA制的原理导模板引1DNA复制过程以亲代DNA分子作为模板，遵循碱基配对原则，合成子代DNA分子复半保留制2每个子代DNA分子都包含一条来自亲代DNA分子的一条链，以及一条新合成的链酶的参与3复制过程需要多种酶和蛋白的参与，包括DNA解旋酶、DNA聚合酶、引物酶等复过半保留制的程解旋1DNA双螺旋解开，形成复制叉引物合成2RNA引物在复制起始点合成延伸3DNA聚合酶沿模板链合成新的DNA链连接4连接酶连接DNA片段，形成完整的DNA链半保留复制是指每个新形成的DNA分子包含一条来自亲代DNA的模板链和一条新合成的链这个过程确保了遗传信息的准确传递复酶关DNA制的和相蛋白酶酶解旋DNA聚合解旋酶在复制过程中发挥重要作用，它可以打开DNA聚合酶在复制过程中添加新的核苷酸，从而双链DNA并形成复制叉，为复制过程提供模板构建新的DNA链，它可以识别并识别模板DNA上的碱基，并添加相应的碱基酶连酶引物接引物酶负责合成短的RNA引物，为DNA聚合酶连接酶将复制过程中产生的DNA片段连接在一起提供起始点，引物随后被替换为DNA，形成完整的DNA链，确保新合成的DNA链的完整性复义DNA制的生物学意遗传传递细长发遗传变础维样确保信息的支持胞生和育提供异的基持生物多性DNA复制确保了遗传信息从亲细胞生长和发育需要新细胞的产DNA复制过程中可能会发生突遗传变异是生物多样性的基础，代传递给子代，维持物种的遗传生，DNA复制为新细胞提供遗变，为生物进化提供遗传变异的DNA复制为物种的演化提供动稳定性传物质素材力损伤复DNA与修损伤类复复DNA的型修机制修的重要性•物理损伤DNA修复机制包括直接修复、切除修复DNA损伤修复是维持基因组完整性、保、重组修复等多种方式障生命正常活动的必要条件•化学损伤•生物损伤见损伤类常的DNA型碱饰碱链连基修基缺失断裂交叉接碱基修饰是DNA损伤中最常见DNA链上的一个或多个碱基缺DNA链断裂是指DNA双链或单DNA链上不同位置的碱基或核的类型例如，胞嘧啶可以被失，会导致基因信息的丢失链的断裂这种损伤会导致基苷酸之间形成的异常连接交脱氨基转化为尿嘧啶，腺嘌呤这种损伤可以通过多种因素引因组的不稳定性，甚至导致细叉连接会导致DNA复制和转录可以被氧化成黄嘌呤起，例如紫外线照射或化学物胞死亡过程的阻断，影响基因表达质这些修饰会改变碱基的配对性链断裂通常由电离辐射、化学交叉连接通常由烷化剂或紫外质，影响DNA复制和转录过程碱基缺失会影响基因表达和蛋物质或氧化应激引起线照射引起白质功能，甚至导致癌症的发生复DNA修的主要机制复直接修直接修复机制可用于修复某些DNA损伤，例如胸腺嘧啶二聚体复切除修切除修复机制可用于修复各种DNA损伤，包括碱基修饰、嘧啶二聚体和DNA链断裂组复重修重组修复机制可用于修复双链DNA断裂，使用同源染色体作为模板进行修复损伤对细响DNA胞的影变细基因突胞死亡DNA损伤可能导致基因突变，从严重或持续的DNA损伤会导致细而改变蛋白质的表达或功能，进而胞凋亡或坏死，清除受损细胞以防影响细胞的功能止错误信息传递应疾病免疫反长期积累的DNA损伤可能导致癌DNA损伤可以引发免疫系统反应症、衰老和其他疾病，引发细胞生，激活免疫细胞清除受损细胞，保长失控或功能异常护机体免受疾病侵害变类基因突的型变变

11.点突

22.插入突碱基对的替换，最常见的突变DNA序列中插入一个或多个碱类型基变复变

33.缺失突

44.重突DNA序列中丢失一个或多个碱DNA序列中重复一个或多个碱基基变基因突的原因复错误环复错误细错误制境因素修胞分裂DNA复制过程中，复制酶有时电离辐射、紫外线照射、化学物DNA损伤修复机制并非完美，细胞分裂过程中，染色体分离错会发生错误，导致碱基配对错误质等因素会导致DNA损伤，进修复过程中也可能发生错误，导误可能会导致基因突变，从而引起基因突变而导致基因突变致基因突变变义基因突的生物学意进驱动样础种疾病的根源化的力生物多性的基新物的起源一些遗传疾病是由基因突变引起基因突变是物种进化的基础，为基因突变导致不同个体之间出现突变可以导致新性状的出现，最的，例如镰状细胞贫血症自然选择提供遗传变异遗传差异，进而形成生物多样性终可能导致新物种的形成结构遗传DNA分子与信息遗传载达遗传变信息的体基因的表异DNA分子上包含了遗传信息，这些信息遗传信息通过基因表达的过程，指导蛋DNA序列的变化可以导致遗传变异，进以特定的碱基序列形式储存白质的合成，控制生物的性状而引起生物性状的改变，推动进化过程动DNA分子在生命活中的作用遗传载质1信息的体2蛋白合成的模板DNA储存着生物体生长、发育、繁殖和DNA通过转录和翻译过程控制蛋白质的遗传的全部信息合成，蛋白质是生命活动的主要执行者遗传变动调3异的来源4生命活的控DNA的复制过程中可能发生突变，这些DNA的表达调控决定了不同细胞类型和突变是生物进化的重要驱动力不同发育阶段基因的表达，影响生物体的生长和发育术应DNA技在生物学中的用鉴DNA定基因工程用于亲子鉴定、犯罪侦破等领域，解决亲缘关系通过基因改造，培育抗病虫害、高产优质的农作和身份识别问题物，用于医药和生物材料的开发诊测医学断基因序用于诊断遗传病、癌症等疾病，为精准医疗提供可以了解个体的遗传信息，预测疾病风险，制定依据个性化的健康管理方案结构DNA分子研究的前沿纳术观遗传DNA米技表学利用DNA的自组装特性，构建纳米尺度的研究DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传结构，用于制造药物递送系统、生物传感修饰如何影响基因表达，并探究其在疾病器和纳米材料等发生发展中的作用课总结本件的主要内容结构复应DNA分子DNA制DNA功能用DNA分子以双螺旋结构存在，DNA复制遵循半保留复制模式DNA作为遗传信息的载体，控DNA技术广泛应用于生物技术由脱氧核糖、磷酸和碱基组成，在酶的帮助下，形成新的制着生物体的性状，并在生命活领域，推动了生物学研究和医学DNA分子动中发挥重要作用的发展课讨论问题堂和思考请同学们思考以下问题:DNA双螺旋结构的发现有什么意义DNA分子是如何复制的复制过程有哪些特点DNA损伤如何修复修复过程有哪些重要酶基因突变的原因有哪些突变对生物体有什么影响DNA技术在生物学研究中有哪些应用未来DNA分子研究的趋势和方向是什么关资参考文献和相源书术教科学期刊《生物化学》；《遗传学》；《《自然》；《科学》；《细胞》分子生物学》络资网源PubMed；NCBI；Wikipedia。