DNA分子氢键如何形成?有关基因的酶都介绍下,详细些最好.

问题描述:

DNA分子氢键如何形成?
有关基因的酶都介绍下,详细些最好.

DNA中碱基之间的氢键是自动生成的,不需要酶

DNA聚合酶,在两个碱基间形成氢键,AT间两个氢键,CG间三个。
dna连接酶使两个碱基形成3,5磷酸二酯键,使到dna链延长。

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一. DNA分子独特的双螺旋结构
DNA的基本单位及组成如下:
由于其中的碱基有四种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),相应有四种脱氧核苷酸:腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)。DNA分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的两条长链。其中脱氧核糖和磷酸交替连结排列在外侧(构成两条主链),碱基两两配对排列在内侧(形成侧链)。碱基A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。由于氢键的连结,两条核苷酸长链就紧密地结合在一起,并且在空间反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。DNA分子结构非常规则,还体现在:每盘旋一周长度为3.4nm,中间排列十对碱基,即相邻两对碱基之间的距离为0.34nm,空间直径为2nm。
二. DNA分子结构的稳定性、特异性和多样性
DNA分子结构的稳定性是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点。
1. 两条脱氧核苷酸链中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变;
2. 两条脱氧核苷酸链间对应的碱基严格按照碱基互补配对原则,并且碱基之间形成氢键,更加维持了双螺旋空间结构的稳定性;
3. 大量碱基堆积在DNA分子内部,出现一个疏水区而形成碱基堆积力;
4. DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
正是由于每个特定的DNA分子中,碱基对的数量和排列顺序稳定不变,所以DNA分子具有特异性。由于碱基对的排列顺序代表遗传信息,从而使每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息。
尽管组成DNA分子的碱基只有四种,配对方式只有两种,但是不同DNA分子的碱基数量不同,排列顺序千变万化,所以才有DNA分子的多样性。
三. 碱基互补配对原则
1. 碱基互补配对的规律
(1)不同生物的DNA分子,其互补配对的碱基之和的比值 不同。
(2)碱基T是DNA分子的特征碱基,在单链DNA分子中一般不存在A=T、G=C这样的碱基数量关系。
2. A与T配对,G与C配对的原因
(1)DNA分子两条链之间的距离是一定的,为2nm,而嘌呤和嘧啶的分子结构不同,嘌呤是双环化合物,嘧啶是单环化合物。因此,若两条链上相应的碱基都是嘌呤环,则所占的空间太大;若两条链上相应的碱基都是嘧啶环,则相距太远,不能形成氢键。只有两条链上相应的碱基是嘌呤配嘧啶,双环化合物与单环化合物互补,才能保证DNA分子两条链间的距离为2nm,保证DNA双螺旋结构的规则性。
(2)A与T是通过两个氢键相连的,G与C是通过三个氢键相连的。
因此,碱基配对只能是A配T,G配C,而不能是A配C,G配T。
DNA解旋酶
DNA解旋酶(DNA helicase),通常为流体蛋白环,通过ATP水解产生的能量由解旋酶装载器装载到DNA单链上(单链穿过环*),有3‘--5’或5‘--3’方向极性,该极性就是它结合的单链的极性。它像DNA聚合酶一样具有延伸性。
与解旋酶装载器结合,装载到单链DNA上之前,DNA解旋酶是没有活性的,只有解旋酶装载器将它装载到单链DNA上,解旋酶装载器自动离开之后,DNA解旋酶的活性才被激活。直到双链全部解开,运动到单链末端时,它才从单链上离开。
注意DNA解旋酶结合的是DNA单链而不是双链,至于它结合的单链,是由起始子蛋白作用到被称为复制器的DNA区段使该区段发生双链解旋才产生的。
DNA聚合酶
DNA聚合酶(DNA polymerase)是细胞复制DNA的重要作用酶。
DNA聚合酶 , 以DNA为复制模板,从将DNA由5'端点开始复制到3'端的酶。
DNA聚合酶的主要活性是催化DNA的合成(在具备模板、引物、dNTP等的情况下)及其相辅的活性。
真核细胞有5种DNA聚合酶,分别为DNA聚合酶α(定位于胞核,参与复制引发具5'-3'外切酶活性),β(定位于核内,参与修复,具5'-3'外切酶活性),γ(定位于线粒体,参与线粒体复制具5'-3'和3'-5'外切活性),δ(定位核,参与复制,具有3'-5'和5'-3'外切活性),ε(定位于核,参与损伤修复,具有3'-5'和5'-3'外切活性)。
原核细胞有3种DNA聚合酶,都与DNA链的延长有关。DNA聚合酶I是单链多肽,可催化单链或双链DNA 的延长;DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关;DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多,是促进DNA链延长的主要酶。

AT之间2个,CG之间3个

如果你上高中下面这些就够了
DNA分子内氢键是复制时自动形成的,不需要酶
DNA聚合酶:DNA复制时合成3,5磷酸二酯键所需要的酶,同时基因工程中反转录法合成目的基因时也要用
DNA解旋酶:复制时解开氢键所需的酶
DNA连接酶:基因工程导入目的基因“缝合”DNA黏性末端所需要的酶
RNA聚合酶:在DNA转录中,催化DNA转录为RNA的酶

氢键的形成就是共价键的形成,无须酶的催化
DNA复制:DNA解旋酶
DNA聚合酶(形成磷酸二酯键所需要的酶)
转录:DNA聚合酶 RNA聚合酶