《DNA分子的结构》课件2

分子的结构DNADNA是生命的基本组成部分，储存着遗传信息，指导着生物体的生长和发育DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，它们以双螺旋的形式相互缠绕的组成部分DNA脱氧核糖磷酸基团12五碳糖，是构成DNA的基本单带负电荷，与脱氧核糖连接，位之一，与磷酸基团和碱基连形成核苷酸骨架，使DNA带负接，形成核苷酸电荷，并参与DNA的稳定性碱基3四种碱基腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T），决定DNA的遗传信息核酸碱基腺嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤是一种重要的嘌呤碱基，在DNA和RNA鸟嘌呤也是一种重要的嘌呤碱基，与腺嘌呤一中都存在起构成DNA和RNA中的碱基对胸腺嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶是DNA中的一种嘧啶碱基，与腺嘌呤胞嘧啶是DNA和RNA中的一种嘧啶碱基，与鸟配对形成碱基对嘌呤配对形成碱基对核酸碱基的种类和特点腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶腺嘌呤是一种嘌呤碱基，在鸟嘌呤也是一种嘌呤碱基，在胞嘧啶是一种嘧啶碱基，在胸腺嘧啶是一种嘧啶碱基，仅DNA和RNA中都存在DNA和RNA中都存在DNA和RNA中都存在存在于DNA中核酸碱基之间的配对腺嘌呤A1与胸腺嘧啶T配对鸟嘌呤G2与胞嘧啶C配对核酸碱基之间的配对遵循特定的规律，称为碱基互补配对原则这种配对方式确保了DNA双螺旋结构的稳定性和遗传信息的准确传递核酸的三维结构核酸的三维结构是指核酸分子在空间中的排列方式，是核酸功能的基础核酸的三维结构通常由一级结构、二级结构和三级结构组成，其中二级结构是指核酸分子内部的碱基配对形成的螺旋或折叠结构双螺旋结构的特点DNA反平行结构碱基配对两条多核苷酸链的方向相反，一腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配条链的5端与另一条链的3端相对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）对配对，形成氢键，使两条链之间保持稳定螺旋结构高度稳定两条多核苷酸链以螺旋状缠绕在碱基配对和螺旋结构使得DNA双一起，形成双螺旋结构，如同一螺旋结构非常稳定，确保遗传信个旋转的梯子息的完整传递双螺旋的稳定性DNA氢键碱基对之间的氢键是维持双螺旋结构的主要力量碱基堆积力碱基之间的范德华力使双螺旋结构更加稳定磷酸骨架磷酸骨架上的负电荷相互排斥，使双螺旋结构保持一定距离，避免过度压缩的复制过程DNA解旋DNA双螺旋结构解开，两条链分离引物合成引物是短的核苷酸序列，为新的DNA链提供起始点延伸DNA聚合酶沿着模板链移动，添加新的核苷酸，形成新的DNA链校对DNA聚合酶会检查新合成的DNA链，并修复错误连接新合成的DNA链连接到模板链，形成新的DNA双螺旋结构细菌的复制DNA起始1复制起始点，DNA解旋酶延伸2DNA聚合酶，冈崎片段终止3复制终止位点细菌DNA复制起始于复制起始点，由DNA解旋酶解开双链DNA，形成复制叉复制过程中，DNA聚合酶沿着模板链合成新的DNA链细菌DNA复制是一个连续的过程，由多个复制叉同时进行，并最终在复制终止位点完成真核生物的复制DNA复制起点1真核生物DNA具有多个复制起点，使复制过程更快速高效复制叉2复制起点形成两个复制叉，分别向两端移动，完成DNA复制复制终止3复制叉在复制过程中遇到阻挡，例如染色体末端，复制过程停止复制的酶促作用DNA引物酶连接酶引物酶能够合成短的RNA引物，为聚合酶DNA聚合酶提供起始点，以便开始复DNA连接酶将新合成的DNA片段连接在一制过程起，形成完整的DNA分子DNA聚合酶是催化DNA复制的关键酶，引物酶合成的RNA引物在复制完成后可以识别模板链并添加相应的碱基连接酶需要ATP提供能量，才能有效解旋酶会被移除，并由DNA聚合酶填补空缺地催化两个DNA片段之间的连接反应解旋酶的作用是将双链DNA解开，形DNA聚合酶可以校对复制过程中出现成单链模板，以便DNA聚合酶进行复的错误，确保复制过程的精确性制解旋酶在DNA复制过程中需要ATP提供能量，以便有效地解开DNA双螺旋结构复制过程中的纠错机制DNA校对机制错配修复切除修复DNA聚合酶具有校对功能，识别并修复错专门的修复系统识别并修复DNA复制过程切除修复机制识别和修复DNA复制过程中误的碱基配对中漏掉的错误碱基配对产生的各种损伤，包括碱基损伤和链断裂基因突变的原因复制错误环境因素DNA复制过程中，DNA聚合酶可能会发生错误，导致碱基配对电离辐射、紫外线、化学物质等环境因素可以损伤DNA，导致错误，从而产生突变碱基缺失或发生化学修饰，从而导致突变错误配对的碱基会导致DNA序列发生改变，进而影响蛋白质的例如，紫外线照射可以引起胸腺嘧啶二聚体形成，而某些化学物合成质可以与DNA碱基发生反应，导致突变基因突变的类型点突变插入突变最常见的基因突变类型，仅改变在DNA序列中插入一个或多个碱一个碱基对基对缺失突变染色体结构变异从DNA序列中删除一个或多个碱涉及较大的DNA片段的重排、复基对制或缺失基因突变的影响遗传疾病癌症

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22.基因突变可能导致遗传疾病，基因突变会改变细胞生长和分例如囊性纤维化和亨廷顿舞蹈裂的控制，导致癌症发展症耐药性进化

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44.基因突变会导致细菌、病毒或基因突变是生物进化的基础，真菌对药物产生抗性，给治疗为自然选择提供了原材料带来挑战损伤及修复机制DNA修复机制DNA损伤修复机制对维持基因组稳定性至关重要，确保遗传信息的完整传递损伤类型•碱基修饰•DNA链断裂•DNA交联修复途径碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、双链断裂修复等多种修复途径核酸的生物合成原料1核苷酸模板2DNA或RNA酶3DNA聚合酶或RNA聚合酶能量4ATP核酸的生物合成是一个复杂的过程，需要多种酶和能量的参与核苷酸作为原料，在模板的指导下，由聚合酶催化合成新的核酸链转录过程起始1RNA聚合酶识别启动子序列延伸2RNA聚合酶沿模板链移动，合成RNA终止3RNA聚合酶遇到终止信号转录过程中，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，合成与模板链互补的RNA分子RNA聚合酶通过识别DNA模板上的启动子序列，启动转录转录终止信号的识别会导致RNA聚合酶从DNA模板上解离，终止转录过程转录的调控机制转录因子的调控组蛋白修饰聚合酶的调控RNA转录因子与特定DNA序列结合，启动或抑组蛋白的修饰，例如甲基化或乙酰化，会RNA聚合酶的活性受到多种因素的影响，制基因转录影响DNA的结构和可及性，从而影响基因包括启动子序列、转录因子和染色质结转录构翻译过程结合核糖体mRNA1mRNA与核糖体结合，开始翻译过程携带氨基酸tRNA2tRNA携带相应的氨基酸，根据密码子与mRNA上的密码子配对肽链合成3核糖体移动，形成肽键，合成多肽链蛋白质的折叠和修饰折叠修饰

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22.蛋白质折叠是指氨基酸链在空蛋白质修饰是指在翻译后，蛋间中形成特定三维结构的过白质分子发生化学修饰，例如程，对于蛋白质的功能至关重糖基化、磷酸化、乙酰化等要功能

33.蛋白质折叠和修饰决定蛋白质的功能，例如酶的活性、受体的识别、结构蛋白的稳定性等基因表达调控的重要性细胞功能的调节生物体发育环境适应疾病预防基因表达调控可以精确地控基因表达调控对于生物体发基因表达调控使生物体能够基因表达调控的失衡会导致制细胞功能，确保细胞在适育过程至关重要，例如器官适应不同的环境条件，例如各种疾病，因此理解基因表当的时间和地点表达所需的形成、细胞分化和生长温度变化、营养缺乏等达调控对于疾病的预防和治蛋白质疗至关重要表观遗传学调控机制甲基化组蛋白修饰DNADNA甲基化是表观遗传调控的重要机制之一，组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化和磷酸化等，它可以改变基因的表达，但不改变DNA序列本它们可以通过改变染色质结构来影响基因表身达非编码染色质重塑RNA非编码RNA，如microRNA，可以通过与染色质重塑是指染色质结构的动态变化，它可mRNA结合来抑制基因表达以通过改变基因的可及性来影响基因表达甲基化与基因沉默DNA甲基化基因沉默DNA在DNA中，胞嘧啶碱基的5位碳DNA甲基化会导致基因表达的抑原子可以被甲基化，形成5-甲基制，从而沉默基因胞嘧啶调控机制重要作用甲基化会改变DNA的结构，影响DNA甲基化在细胞发育、免疫反转录因子的结合，从而抑制基因应、肿瘤发生等过程中起着重要转录作用断裂修复机制DNA碱基切除修复核苷酸切除修复

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22.去除受损碱基，通过DNA聚合移除包含受损碱基的DNA片酶和连接酶修复断裂段，通过DNA聚合酶和连接酶修复断裂非同源末端连接同源重组修复

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44.将DNA双链断裂的末端直接连利用同源染色体作为模板，修接，修复断裂复断裂的DNA片段应用技术的重要性DNA疾病诊断法医鉴定DNA检测可以帮助诊断遗传性疾病，预测疾病DNA指纹技术可用于亲子鉴定，刑事案件侦风险，并指导个性化治疗破，以及人类起源和演化研究农业育种药物开发DNA技术可用于培育高产、抗病、耐逆性强的DNA技术可用于筛选药物靶点，开发新药，提农作物，提高农业生产效率高药物研发效率技术在临床诊断中的应用DNA疾病诊断个性化治疗DNA技术可用于检测各种遗传疾病，如地中海贫血和囊性纤维基于患者的基因型，医生可以定制治疗方案，提高治疗效果并降化低副作用例如，通过基因检测，医生可以诊断出患者是否携带致病基因例如，靶向药物可以根据患者的基因突变来选择，从而提高治疗效果分子结构的研究意义DNA揭示生命奥秘推动生物技术发展DNA是生命遗传信息的载体，其DNA结构的了解为基因工程、药结构的解析揭示了遗传信息的传物研发、疾病诊断等生物技术领递机制，为理解生命现象提供了域奠定了基础，促进了生物技术关键线索的发展促进医学进步探索生命起源DNA结构的研究为遗传病的诊DNA结构的研究为探索生命起源断、治疗提供了理论基础，推动和进化提供了宝贵的线索，有助了医学的进步，提高了人类健康于我们更好地理解生命的多样水平性总结与展望DNA分子结构的研究是生命科学领域的重要基础DNA结构的揭示为理解遗传信息传递、基因表达调控等生命现象奠定了基础随着科技的发展，DNA技术在医学、农业、生物技术等领域得到广泛应用未来的研究将继续深入探索DNA结构和功能，为人类健康和社会进步做出更大贡献。