真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA 1、环形DNA的不同构象 P340图5-8松驰环、解链环、负超螺旋 (1)、松弛环形DNA 线形DNA直接环化 (2)、解链环形DNA 线形DNA拧松后再环化 (3)、正超螺旋与负超螺旋DNA 线形DNA拧紧或拧松后再环化,成为超螺旋结构 绳子的两股以右旋方向缠绕,如果在—端使绳子向缠紧的方向旋转,再将绳子两端连接起来,会产生 个左旋的超螺旋,以解除外加的旋转造成的胁变,这样的超螺旋叫正超螺旋。 如果在绳子一端向松缠方向旋转,再将绳子两端连接起来,会产生一个右旋的超螺旋,以解除外加的 旋转所造成的胁变,这样的超螺旋称负超螺旋。 对于右手螺旋的DNA分子,如果每圈初级螺旋的碱基对数小于10.4,则其二级结构处于紧缠状态, 是正超螺旋 如果每圈初级螺旋的碱基对数大于104,则其二级结构处于松缠状态,是负超螺旋。 2、环形DNA的拓扑学特性 以260bp组成的线形BDNA为例,螺旋周数260/10.4=25。 P340图25-8松驰环、解链环、负超螺旋 ①连环数(L) DNA双螺旋中,一条链以右手螺旋绕另·条链缠绕的次数,以L表示。 松驰环:L=25 解链环:L=23 超螺旋:L=23 ②缠绕数(T) DNA分子中的 Watson-Crick螺旋数目,以T表示 松驰环T=25 解链环T=23 超螺旋T=25 ③超螺旋周数(扭曲数W) 松驰环W=0
真核细胞中的线粒体 DNA、叶绿体 DNA 1、 环形 DNA 的不同构象 P340 图 5-8 松驰环、解链环、负超螺旋 （1）、 松弛环形DNA 线形 DNA 直接环化 （2）、 解链环形DNA 线形 DNA 拧松后再环化 （3）、 正超螺旋与负超螺旋DNA 线形 DNA 拧紧或拧松后再环化，成为超螺旋结构。 绳子的两股以右旋方向缠绕，如果在一端使绳子向缠紧的方向旋转，再将绳子两端连接起来，会产生 一个左旋的超螺旋，以解除外加的旋转造成的胁变，这样的超螺旋叫正超螺旋。 如果在绳子一端向松缠方向旋转，再将绳子两端连接起来，会产生一个右旋的超螺旋，以解除外加的 旋转所造成的胁变，这样的超螺旋称负超螺旋。 对于右手螺旋的 DNA 分子，如果每圈初级螺旋的碱基对数小于 10.4，则其二级结构处于紧缠状态， 是正超螺旋。 如果每圈初级螺旋的碱基对数大于 10.4，则其二级结构处于松缠状态，是负超螺旋。 2、 环形 DNA 的拓扑学特性 以 260bp 组成的线形 B-DNA为例，螺旋周数260/10.4=25。 P340 图 25-8 松驰环、解链环、负超螺旋 ①连环数（L） DNA 双螺旋中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数，以L 表示。 松驰环：L=25 解链环：L=23 超螺旋：L=23 ②缠绕数（T） DNA 分子中的Watson-Crick 螺旋数目，以 T 表示 松驰环 T=25 解链环 T=23 超螺旋 T=25 ③超螺旋周数（扭曲数 W） 松驰环 W=0
解链环W= 超螺旋W=-2 L=T+W ④比连环差(λ) 表示DNA的超螺旋程度 λ=(L-Lo)Lo Lo是指松驰环形DNA的L值 天然DNA的超螺旋密度一般为-003~-009,平均每100bp上有3-9个负超螺旋。 负超螺旋DNA是由于两条链的缠绕不足引起,很易解链,易于参加DNA的复制、重组和转录等需要 将两条链分开才能进行的反应 3、拓扑异构酶 此酶能改变DNA拓扑异构体的L值 ①拓扑异构酶酶I(拧紧) 能使双链负超螺旋DNA转变成松驰形环状DNA,每次作用可使L值増加1,同时,使松驰环状 DNA转变成正超螺旋 ②拓扑异构酶酶Ⅱ(拧松) 能使松驰环状DNA转变成负超螺旋形DNA,每次催化使L减少2,冋时能使正超螺旋转变成松驰 DNA。 五、染色体的结构 1、大肠杆菌染色体 大肠杆菌染色体是由42×10bp组成的双链环状DNA分子,约3000个基因。 大肠杆菌DNA结合蛋白: 每个细胞 两个28KD的相同亚基 30000个二聚体 HU 两个各9KD的不同亚基 40000个二体聚体 HLPI 17KD的亚基 2000个单体 3KD的亚基 未知 这些DNA结合蛋白,使42×10bp的Ecoi染色体DNA压缩成为一个手脚架形结构,结构中心是多 种DNA结合蛋白,DNA双螺旋分子有许多位点与这些蛋白结合,形成约100个小区,每个小区的DNA 都是负超螺旋,一个小区的DNA有两个端点被蛋白质固定,每个小区相对独立 用极微量的DNA酶Ⅰ处理时,只能使少量小区的DNA成为松驰状态,而其它小区仍然保持超螺旋状
解链环 W=0 超螺旋 W=-2 L=T+W ④比连环差（λ） 表示 DNA 的超螺旋程度 λ=（L—L0）/L0 L0是指松驰环形 DNA的 L 值 天然 DNA 的超螺旋密度一般为-0.03~-0.09，平均每 100bp 上有 3-9 个负超螺旋。 负超螺旋 DNA 是由于两条链的缠绕不足引起，很易解链，易于参加DNA的复制、重组和转录等需要 将两条链分开才能进行的反应。 3、 拓扑异构酶 此酶能改变 DNA拓扑异构体的 L 值。 ①拓扑异构酶酶I（拧紧） 能使双链负超螺旋 DNA 转变成松驰形环状 DNA，每一次作用可使 L 值增加 1，同时，使松驰环状 DNA 转变成正超螺旋。 ②拓扑异构酶酶II（拧松） 能使松驰环状 DNA 转变成负超螺旋形 DNA，每次催化使 L 减少 2，同时能使正超螺旋转变成松驰 DNA。 五、 染色体的结构 1、 大肠杆菌染色体 大肠杆菌染色体是由 4.2×106bp 组成的双链环状 DNA分子，约3000 个基因。 大肠杆菌 DNA结合蛋白： 每个细胞 H 两个 28KD 的相同亚基 30000 个二聚体 HU 两个各 9KD 的不同亚基 40000 个二体聚体 HLP1 17KD 的亚基 20000 个单体 P 3KD 的亚基 未知 这些 DNA 结合蛋白，使 4.2×106bp 的 E.coli染色体 DNA 压缩成为一个手脚架形结构，结构中心是多 种 DNA 结合蛋白，DNA 双螺旋分子有许多位点与这些蛋白结合，形成约 100 个小区，每个小区的 DNA 都是负超螺旋，一个小区的DNA 有两个端点被蛋白质固定，每个小区相对独立。 图 用极微量的 DNA 酶I 处理时，只能使少量小区的 DNA 成为松驰状态，而其它小区仍然保持超螺旋状 态