第6章第六章核 酸
第6章微生物的代谢
又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源 无机或有机氧化物的生物氧化。 特点：底物经常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢， 最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化 磷酸化产能反应。
（1）硝酸盐呼吸 在厌氧条件下，兼性厌氧菌以硝酸盐作为最终电子受 体的生物氧化过程，也称为异化性硝酸盐还原作用、 反硝化作用。
第 六 章
微生物的代谢
代谢: 泛指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism） 和合成代谢(anabolism)的总和 分解代谢酶系
复杂分子 简单分子 + ATP （有机物） 合成代谢酶系
分解代谢 物质代谢 合成代谢
+ [H]
代谢
能量代谢
产能代谢 耗能代谢
第一节 微生物的能量代谢
能量代谢: 是新陈代谢中的核心问题。 中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成 对一切生命活动都能使用的通用能源——ATP。
氧 化 磷 酸 化 与 质 子 梯 度 差
P/O比： 表示电子 传递链氧 化磷酸化 的产能效 率。
抑制氧化磷酸化的因素：
1）抑制电子传递链：KCN、NaN3、和CO等 细胞色素氧化酶抑制剂； 2）解偶联剂阻断ADP磷酸化：2，4二硝基 苯酚、短杆菌肽等
2. 无氧呼吸（anaerobic respiration）
1mol葡萄糖
1mol 乳酸+
1.5mol乙酸+ 2.5molATP
发酵途径的比较
2. 发酵类型
划分依据：发酵产物的种类 （1）乙醇发酵
类型：酵母菌乙醇发酵（EMP）和细菌乙醇发酵（ED）
A. 酵母菌乙醇发酵： 酵母的一型发酵 CO2 NADH
EMP
NAD+ 乙醇
生物化学与分子生物学各章要求要点重点难点和问答题
生物化学与分子生物学各章要求要点重点难点和问答题第一章蛋白质的结构与功能一、本章要求和要点1. 掌握蛋白质的元素组成特点、基本组成单位；氨基酸的数量及构型；熟悉芳香族氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、含硫氨基酸和亚氨基酸。
2. 掌握氨基酸的理化性质（两性解离及等电点、紫外吸收性质、茚三酮反应）；掌握肽键、肽单元的概念及多肽链的方向性。
3. 掌握蛋白质各级结构的含义及其稳定因素，区分模体（motif）和结构域（domain）的概念。
4. 理解蛋白质结构与功能的关系（一级结构是高级结构和功能的基础；蛋白质的功能依赖正确的空间结构）。
熟悉分子伴侣、分子病、蛋白构象疾病，肌红蛋白和血红蛋白的异同。
5. 掌握蛋白质的理化性质（两性解离、胶体性质、紫外吸收、呈色反应、蛋白质的变性与复性）。
6. 理解蛋白质分离、纯化基本方法的原理。
二、本章重点和难点1．氨基酸的分类和理化性质。
2．蛋白质的结构层次及各层次之间的关系。
3．蛋白质结构与功能的关系。
4．蛋白质的理化性质及蛋白质的变性。
5．常用蛋白质分离、纯化技术的基本原理。
三、问答题1. 蛋白质结构层次分为几级？各级结构的稳定因素分别有哪些？各级结构间有什么不同和联系？2. 组成人体蛋白质的20种氨基酸，可根据侧链的结构和理化性质分为哪几类？每类列举两种。
3. 什么是蛋白质的两性解离？利用此性质分离纯化蛋白质的方法有哪些？4. 请阐述蛋白质二级结构α-螺旋的结构特征。
5. 凝胶过滤层析和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳两种方法都是根据蛋白质分子大小而对蛋白质进行分离的，并且都使用交联聚合物作为支持介质，为什么在前者是小分子比大分子更容易滞留在凝胶中，而后者恰恰相反?6. 从结构和功能两方面比较血红蛋白（Hb）和肌红蛋白（Mb）的异同。
第二章核酸的结构与功能一、本章要求和要点1. 掌握核酸的分类、基本组成单位、元素组成；掌握核苷酸的水解成分及单核苷酸的化学结构式；掌握DNA和RNA的组成及核苷酸之间的连接。
第六章 生物化学核酸讲解
生物化学核酸讲解核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。
结构层次：核酸核苷酸组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
第六章 原核生物表达调控
第一节概述围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都通称为基因表达调控（gene regulation或gene control）。
几个基本概念1、顺式作用元件和反式作用因子：基因活性的调控主要通过反式作用因子（通常是蛋白质）与顺式作用元件（通常在DNA 上）相互作用而实现。
顺式作用元件是指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因；同时，这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中，如启动子和终止子，都是典型的顺式作用元件。
反式作用因子是能调节与它们接触的基因的表达的各种扩散分子（通常是蛋白质），如RNA聚合酶、转录因子。
2、结构基因和调节基因:结构基因(structural gene)是编码蛋白质或RNA的基因。
细菌的结构基因一般成簇排列，多个结构基因受单一启动子共同控制，使整套基因或都表达或都不表达。
调节基因(regulator gene)是编码合成那些参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的特异DNA 序列。
调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。
比如：它能使结构基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,则停止合成，它对不同染色体上的结构基因有调节作用。
调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式（启动或增强基因表达活性）调节靶基因，也能以负调控的方式（关闭或降低基因表达活性）调节靶基因。
DNA位点通常位于受调节基因的上游，但也有例外.3、操纵基因和阻遏蛋白操纵基因(operator)是操纵子中的控制基因，在操纵子上一般与启动子相邻，通常处于开放状态，使RNA聚合酶能够通过并作用于启动子启动转录。
但当它与调节基因所编码的阻遏蛋白结合时，就从开放状态逐渐转变为关闭状态，使转录过程不能发生。
阻遏蛋白(aporepressor)是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白，它本身或与辅阻遏物(corepressor)一起结合于操纵基因，阻遏操纵子结构基因的转录。
第六章基因的重组与转移-文档资料
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5. 影响转化率的因素
(1)分子质量较小的重组质粒DNA分子转化率较高，分子质量 较大的重组质粒DNA分子转化率较低，对于大于15kb的重组 质粒则很难进行转化。
(2)组成重组DNA分子的载体类型及其构型。与受体细胞亲和 性较强的质粒载体转化率要高于亲和性较弱的质粒载体，而 处于自然双螺旋闭环结构的质粒载体比开环结构、成线性结 构的质粒载体有更高的转化率。
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用冰冷的 60mMCaCl2 重悬
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二、重组DNA导入大肠杆菌 1. 外源DNA导入细菌的几种方法 （1）转化（transformation)
P-P
Blunt-ended DNA
5’p-GATCCCGG-OH3’ HO-GGCC-p5’
BamHI adapter
5‘p-GATCCCGGGGCC-
-CCGG -GGCCCTAG-P5’
CCGG GGCCCTAG-P5’
接头自我连接
5‘p-GATCCCGGGGCC-
CCGGGATCCCGG-OH GGCCCTAGGGCC-P5’
（3）DNA接头 (adapter)连接法
1978年康内尔大学的吴瑞教授发明。 ① adapter
一头平末端、另一头粘性末端（某种酶 切位点序列）。
BamHI adapter 5‘p-GATCCCGG-OH3’ GGCC-p5’
② adapter的作用
用T4DNA连接酶连到DNA分子的两 端，直接成为人工粘性末端。
细胞生物学之笔记--第6章
第六章线粒体mitochondion与细胞的能量转换第一节线粒体的基本特征一、线粒体的形态、数量&结构（一）线粒体的形态、数量与细胞的类型和生理状态有关线状、粒状、杆状etc 直径0.5~1.0μm。
（二）线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构1.外膜是线粒体外层单位膜outer membrane5~7nm厚，50%脂类、50%蛋白（重量）外膜蛋白多为转运蛋白，形成跨膜水相通道（直径2~3μm），允许分子量10kD以下分子通过，包括小分子多肽（氨基酸平均分子量128D）2.内膜的内表面附着许多颗粒inner membrane4.5nm厚，20%脂类、80%蛋白✧内腔/基质腔（matrix space）由内膜包裹的空间✧外腔/膜间腔（intermembrane space）内、外膜之间的空间✧嵴（cristae）内膜大量向内腔突起性折叠形成✧嵴间腔（intercristae space）嵴与嵴之间的内腔部分✧嵴内空间（intracristae space）由于嵴向内腔突起，造成的外腔向内伸入的部分内膜通透性很小，分子量大于150D，就不能通过内膜有高度的选择通透性，膜上转运蛋白控制内外腔的物质交换内膜内表面附着许多颗粒，数目：104~105个/线粒体，称基粒elementary particle =A TP合酶复合体（A TP synthase complex）3.内外膜相互接近所形成的转位接触点是物质转运到线粒体的临时性结构转位接触点translocation contact site 电镜观察揭示内外膜有些接触点转位接触点分布有蛋白质等物质进出线粒体的通道蛋白和特异性受体，称内膜转位子translocon of the inner membrane, Tim; 和外膜转位子translocon of the outer membrane, Tom4.基质是氧化代谢的场所✧基质matrix 内腔中充满的电子密度较低的可溶性蛋白质和脂肪等成分✧基质中含各种酶：三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白质合成✧基质中含有双链环状DNA、70S核糖体有1~多个DNA拷贝，有独立遗传物质复制、转录、翻译5.基质的化学本质是ATP合酶基粒，又称A TP合酶复合体，头部直径9nm，柄部长5nm，宽4nm二、线粒体的化学组成三、线粒体的遗传体系（一）线粒体DNA构成了线粒体基因组mtDNA(mitochondrial DNA) 裸露、不与组蛋白结合，基质内一个线粒体平均5~10个DNA分子，编码线粒体的t RNA、rRNA及一些线粒体蛋白质但大多数酶和蛋白质仍由细胞核DNA编码，在细胞质中合成，转送到线粒体中线粒体基因组共16 569 bp，双链环状DNA，一条重链，一条轻链。
第六章DNA和RNA的提取
β-巯基乙醇是抗氧化剂，有效地防止酚氧化成醌，避免褐变，使酚容易去除
（二）基因组DNA的提取－ CTAB法
组份
CTAB提取缓冲液的改进配方
Tris-HCl EDTA NaCl （pH8.0） （pH8.0） 100 mM 20 mM 1.4M CTAB 3%(W/ V) PVP40 5%(W/ V) β-巯基乙醇 2%（V/V） 使用前加入
主要方法： (1)浓盐法 利用RNP和DNP在电解溶液中溶解度不同，将二者分离。 1）用1M 氯化钠提取,得到的DNP粘液 2) 与含有少量异戊醇的氯仿一起摇荡,使乳化 3) 离心除去蛋白质,此时蛋白质凝胶停留在水相及氯仿相 中间，而DNA位于上层水相中 4) 用2倍体积95%乙醇可将DNA 钠盐沉淀出来.
质粒DNA的提取
使用处于对数期的新鲜菌体 （老化菌体导致开环质粒增加）
质粒DNA－碱裂解法
碱裂解法原理
染色体DNA比质粒DNA分子大得多，且染色体DNA为线状分 子，而质粒DNA为共价闭合环状分子； 当用碱处理DNA溶液时，线状染色体DNA容易发生变性，共 价闭环的质粒DNA在回到中性pH时即恢复其天然构象； 变性染色体DNA片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉 淀，而复性的超螺旋质粒DNA分子则以溶解状态存在液相 中，从而可通过离心将两者分开。
磁珠
磁性微粒挂上不同基团可吸附不同的目的 物，从而达到分离目的。
（三）基因组DNA－其它方法
浓盐法：
利用RNP和DNP在盐溶液中溶解度不同，将二者分离
有机溶剂抽提法：
有机溶剂作为蛋白变性剂，同时抑制核酸酶的降解作用
密度梯度离心法：
利用不同内容物密度不同的原理分离各种内容物
化学所有章节知识点总结
化学所有章节知识点总结第一章：化学基本概念1.1 化学的定义化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。
1.2 物质的分类物质可以分为元素和化合物两大类。
元素是由同一种原子组成的物质，化合物是由两种或两种以上的不同元素组成的物质。
1.3 物质的性质物质的性质可以分为物理性质和化学性质两类。
物理性质是指物质本身所具有的性质，如密度、颜色等；化学性质是指物质在发生化学变化时所表现出来的性质，如燃烧、氧化等。
1.4 物质的变化物质的变化可以分为物理变化和化学变化两类。
物理变化是指物质在不改变其化学成分的情况下所发生的变化，如冰的融化、水的汽化等；化学变化是指物质在发生化学反应时所产生的变化，如铁的生锈、木头的燃烧等。
1.5 实验室常用仪器和设备实验室常用的仪器和设备包括试管、锥形瓶、烧杯、天平、磁力搅拌器等。
第二章：原子结构与元素周期律2.1 原子的发现原子是物质的基本单位，是由原子核和电子组成的。
原子的发现是由多位科学家共同完成的，如道尔顿提出了原子学说，汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出了原子核模型等。
2.2 原子结构原子由原子核和围绕在核外的电子组成，原子核包括质子和中子，电子绕着核运动。
2.3 元素的周期表元素周期表是根据元素的原子序数和元素性质将元素排列起来的一张表格。
元素周期表按照元素原子序数的大小将元素排列在周期表的横行中，使得具有相似性质的元素排在同一列。
2.4 元素的分类根据元素的化学性质，可以将元素分为金属和非金属两类，金属元素主要位于周期表的左侧和下侧，非金属元素则主要位于周期表的右上侧。
第三章：化学键和离子3.1 化学键的类型化学键是由原子之间的作用力所形成的一种结合力，主要包括离子键、共价键和金属键三种类型。
3.2 离子与离子键离子是具有正负电荷的粒子，离子键是由正负离子之间的电静力所形成的一种化学结合力。
3.3 共价键和分子共价键是由原子之间共享电子所形成的一种化学键，分子是由两个或两个以上的原子通过共价键相互结合而成的。
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第六章核酸核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成结构层次：磷酸戊糖碱基组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、F AD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
第二节DNA的结构一级：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。
二级：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。
三级：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
一、DNA的一级结构DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）通过3/、5/-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。
3/、5/-磷酸二酯键是DNA、RNA的主链结构。
P334 图5-1书写方法：5/ →3/：5’-pApCpTpG-3’，或5’…ACTG…3’（在DNA中，3/-OH一般是游离的）在DNA分子中，不变的骨架成分磷酸二酯键被逐渐省略，真正代表DNA生物学意义的是碱基的排列顺序。
遗传信息贮存在DNA的碱基排列顺序中，生物界生物的多样性即寓于DNA分子4种核苷酸千变万化的精确的排列顺序中。
二、DNA的二级结构1953年，W atson和Crick根据Chargaff 规律和DNA Na盐纤维的X光衍射数据提出了DNA的双螺旋结构模型。
1、Watson-Crick双螺旋结构建立的根据①Chargaff 规律1950年a. 所有DNA中，A=T，G=C 且A+G=C+T。
P334表5—4。
b. DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物的DNA皆有自己独特的碱基组成。
c. DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。
d. 年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成。
②DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析。
相对湿度92%，DNA钠盐结晶，B—DNA。
相对湿度75%，DNA钠盐结晶，A—DNA。
5’→3’，另一条3’→5’3/、5/-磷酸二酯键相连接，构碱基堆积距离：0.34nm螺距：3.4nmd.两条核苷酸链，依靠彼此碱基间形成的氢链结合在一起。
碱基平面垂直于螺旋轴。
A=T、G=CP336 图5—4碱基互补原则具有极重要的生物学意义，DNA的复制、转录、反转录等的分子基础都是碱基互补。
3、稳定双螺旋结构的因素①碱基堆积力（主要因素）形成疏水环境。
②碱基配对的氢键。
GC含量越多，越稳定。
③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。
④碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受水溶性活性小分子的攻击。
三、DNA二级结构的不均一性和多型性（一）DNA二级结构的不均一性1、反向重复序列（回文序列）DNA序列中，以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同，即对称轴一侧的片段旋转180°后，与另一侧片段对称重复。
较长的回文结构，在某些因素作用下，可形成茎环式的十字结构和发夹结构。
功能还不完全清楚，但转录的终止作用与回文结构有关。
较短的回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核酸内切酶的识别位点。
2、富含A T的序列高等生物中，A+T与C+G的含量差不多相等，但在它们的染色体的某一区域，A T含量可能很高。
在很多有重要调节功能（不是蛋白质编码区）的DNA区段都富含A T碱基对。
特别是在复制起点和启动的Pribnow框的DNA区中，富含A T对。
这对于复制和转录的起始十分重要，因为G C对有三个氢键，而A T对只有两个氢键，此处双键易解开。
（二）DNA二级结构的多型性P339 表5-6 A-、B-、Z-DNA的比较1、B—DNA：典型的Watson-Crick双螺旋DNA右手双股螺旋每圈螺旋10.4个碱基对每对螺旋扭角36°螺距：3.32nm碱基倾角：1°2、A-DNA在相对湿度75%以下所获得的DNA纤维。
A-DNA也是右手双螺旋，外形粗短。
RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。
3、Z-DNA左手螺旋的DNA。
天然B-DNA的局部区域可以形成Z0-DNA。
4、DNA三股螺旋在多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，序列中有较长的镜像重复时，可形成局部三股螺旋，称H-DNA。
镜像重复：T A T配对C+GC酸对DNA的三链结构常出现在DNA复制、重组、转录的起始或调节位点，第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA 聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。
四、环状DNA生物体内有些DNA是以双链环状DNA的形式存在，包括：某些病毒DNA某些噬菌体DNA某些细菌染色体DNA细菌质粒DNA真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA1、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=23②缠绕数（T）DNA分子中的W atson-Crick螺旋数目，以T表示松驰环T=25解链环T=23超螺旋T=25③超螺旋周数（扭曲数W）松驰环W=0解链环W=0超螺旋W= -2L=T+W④比连环差（λ）表示DNA的超螺旋程度λ=（L—L0）/L0L0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HLP117KD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。
2、真核生物染色体主要由组蛋白和DNA组成。
组蛋白是富含碱性a.a(Lys、Arg)的碱性蛋白质，根据Lys/Arg比值不同，可分为H1、H2A、H2B、H3、H4五种，均为单链蛋白质，分子量11000-21000。
H2A、H2B、H3、H4各两分子对称聚集成组蛋白八聚体。
146bp长度的DNA双螺旋盘绕在八聚体上形成核小体。
核小体间DNA长度15-100bp（一般60bp）其上结合有H1图2H2A、2H2B、2H3、2H4组蛋白八聚体146bpDNA 核小体串联染色质折叠染色体DNA（直径2nm）盘绕组蛋白八聚体上，结合H1，压缩比1/7核小体（一级结构）螺旋化，压缩比1/6螺线管（二级结构）再螺旋化，压缩比1/40超螺线管（三级结构）折叠，压缩比1/5染色单体（四级结构）总压缩比：1/8400~1/10000六、DNA的生物学功能首次直接证明DNA的遗传功能的是Avery的肺炎双球菌转化实验。
P342 1~4 Avery的肺炎双球菌转化实验第三节RNA的结构一、RNA的一级结构RNA是AMP、GMP、CMP、UMP通过3/、5/磷酸二酯键形成的线形多聚体。
P343 图5-10 RNA基本结构①组成RNA的戊糖是核糖②碱基中RNA的U替代DNA中的T，此外，RNA中还有一些稀有碱基。
③天然RNA分子都是单链线形分子，只有部分区域是A-型双螺旋结构。