第1页/共37页第一页，共38页。沃森沃森克里克克里克1953年，两位年轻的科学家美国的沃森（25岁）和英国的克里克（37岁）在经历了多次失败(shbi)后，终于成功构建了“DNA分子空间结构”模型。第2页/共37页第二页，共38页。人类基因组计划人类基因组计划重组重组DNADNA技术技术基因治疗基因治疗将生命科学研究从细胞水平引入了分子水平。为人类(rnli)基因组计划、重组DNA技术、基因治疗等项目的开展打下了扎实的基础。第3页/共37页第三页，共38页。为了表彰(biozhng)他们在DNA研究方面的贡献，1962年他们同时荣获了诺贝尔奖。第4页/共37页第四页，共38页。第一个是伦敦国王学院的威尔金斯、富兰克林小组。他们用X射线衍射(ynsh)法研究DNA的晶体结构。威尔金斯威尔金斯富兰克林富兰克林第5页/共37页第五页，共38页。第二个是加州理工学院的大化学家莱纳斯鲍林小组。他们用构建(ujin)分子模型的方法来研究DNA的空间结构。第6页/共37页第六页，共38页。沃森沃森克里克克里克第三个则是沃森、克里克的研究小组。最年轻最晚起步( ( ) )第7页/共37页第七页，共38页。是组成DNA的基本单位，每一个这种物质是由一个磷酸、一个和一个构成(guchng)。其中有4种不同的类型：，使得该“基本单位”有4种类型。脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基含氮碱基含氮碱基A A腺嘌呤、腺嘌呤、G G鸟嘌呤、鸟嘌呤、C C胞嘧啶胞嘧啶(m dn)(m dn)、T T胸胸腺嘧啶腺嘧啶(m dn)(m dn)第8页/共37页第八页，共38页。含氮碱基A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶第9页/共37页第九页，共38页。DNA分子是由许多个脱氧核苷酸经脱水缩合，通过磷酸与脱氧核糖交替(jiot)连接而形成的长链结构。多多核核苷苷酸酸链链第10页/共37页第十页，共38页。“磷酸(lnsun)脱氧核糖”链：骨架第11页/共37页第十一页，共38页。3端5端第12页/共37页第十二页，共38页。沃森和克里克根据当时掌握(zhngw)的资料，首先否定了DNA是单链和四链结构的可能。根据威尔金斯40年代末发现的“DNA分子是螺旋形结构”，建立了一个“对称的同轴3链螺旋”结构模型。第13页/共37页第十三页，共38页。X射线衍射DNA很有可能是“双螺旋”结构沃森沃森第14页/共37页第十四页，共38页。“3螺旋”模型失败后，沃森、克里克又重新构建了一个“双链螺旋”结构模型，“磷酸(lnsun)脱氧核糖”骨架排在内侧，碱基排在外侧。骨骨架架碱碱基基碱碱基基第15页/共37页第十五页，共38页。“骨架骨架”与碱基的排布与碱基的排布(pi (pi b)b)位置？位置？“骨架骨架”是是“亲水亲水”的，的，碱基碱基是是“疏水疏水”的的骨架第16页/共37页第十六页，共38页。“骨架骨架”与碱基的排布与碱基的排布(pi (pi b)b)位置？位置？骨骨架架骨骨架架碱碱基基亲水亲水头部头部疏水疏水尾部尾部水水分分子子磷脂双分子层磷脂双分子层( (亲亲水水) )( (亲亲水水) )( (疏疏水水) )第17页/共37页第十七页，共38页。沃森、克里克很快发现这样的模型不符合化学规律。同时，富兰克林的X射线衍射数据也证实了“脱氧核糖-磷酸”骨架应该是排列(pili)在外侧的。第18页/共37页第十八页，共38页。2 2条链是同向的还是条链是同向的还是(hi (hi shi)shi)反向的？反向的？或或5555333355553333同向同向反向反向(fn xin)(fn xin)第19页/共37页第十九页，共38页。2 2条链是同向的还是条链是同向的还是(hi (hi shi)shi)反向的？反向的？ 富兰克林指出：富兰克林指出：X X衍射衍射(ynsh)(ynsh)照片中的照片中的“DNA“DNA的双螺的双螺旋结构旋结构”图像即使翻转图像即使翻转180180度看度看起来还是一样。起来还是一样。第20页/共37页第二十页，共38页。3端5端3端5端3端5端3端5端同向同向反向反向(fn xin)(fn xin)第21页/共37页第二十一页，共38页。3端5端3端5端反反向向(f(fn n xixinn)平平行行第22页/共37页第二十二页，共38页。DNADNA拥有拥有方向相反方向相反的两的两条链条链指出：指出：X X衍射照片衍射照片(zhopin)(zhopin)中中的的“DNA“DNA的双螺旋结构的双螺旋结构”图像即图像即使翻转使翻转180180度看起来还是一样。度看起来还是一样。克里克克里克第23页/共37页第二十三页，共38页。 奥地利化学家查哥夫通过实验发奥地利化学家查哥夫通过实验发现：腺嘌呤（现：腺嘌呤（A)A)的量总是等于的量总是等于(dngy)(dngy)胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T)T)的量，鸟嘌的量，鸟嘌呤（呤（G)G)的量总是等于的量总是等于(dngy)(dngy)胞嘧胞嘧啶啶(C(C）的量。）的量。2 2条链是以什么样的方式条链是以什么样的方式(fngsh)(fngsh)连连接起来的？接起来的？第24页/共37页第二十四页，共38页。2 2条链是以什么样的方式条链是以什么样的方式(fngsh)(fngsh)连接连接起来的？起来的？2条链之间的碱基两两配对(pidu)连接5端5端3端3端第25页/共37页第二十五页，共38页。A A与与T T、C C与与G G配对配对碱基互补碱基互补(h b)(h b)配配对原则对原则（配对的碱基之间以氢键（配对的碱基之间以氢键(qn jin)(qn jin)连接，形成连接，形成“碱基对碱基对”）碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基的配对方式碱基的配对方式第26页/共37页第二十六页，共38页。经历了“骨架、碱基”排布的失败后，沃森、克里克还是没有灰心丧气，而是积极地根据化学规律(gul)和富兰克林的实验数据修改模型。2条链之间的碱基以“A配A、T配T”的“同配”方式两两配对。但很快被相熟的一位化学家否定了第27页/共37页第二十七页，共38页。沃森和克里克获悉了奥地利化学家查哥夫的实验结果后，他们让A与T配对，G与C配对，发现这样既保证了DNA分子直径不变，又符合查哥夫的“A：T=G：C=11”的碱基比。当他们把这个模型与拍摄(pish)的X射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。第28页/共37页第二十八页，共38页。 它就像一个向右螺旋形的它就像一个向右螺旋形的楼梯，楼梯，“碱基对碱基对”构成了它构成了它的阶梯。如果的阶梯。如果(rgu)(rgu)你从你从这个楼梯的某一点出发，每这个楼梯的某一点出发，每上升上升1010个阶梯，它就正好绕个阶梯，它就正好绕了一圈（了一圈（360360度），升高了度），升高了3.4nm3.4nm。起点起点(qdi(qdin)n)33555533第29页/共37页第二十九页，共38页。DNA分子是由条向平行的长链向螺旋形成的(称之为“螺旋”结构)。DNA分子中和交替连结，排列在外侧，构成基本骨架(gji)，排列在内侧两条链上的碱基遵循“原则”（即：与配对，与配对）两两配对，并通过键连结起来，形成一个又一个。2 2反反脱氧核苷酸脱氧核苷酸右右磷酸磷酸(ln (ln sunsun) )脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基碱基互补配对碱基互补配对A AT TC CG G氢氢碱基对碱基对双双第30页/共37页第三十页，共38页。 为什么沃森和克里克既不像威尔为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料，又不像鲍林那样有建构验资料，又不像鲍林那样有建构(jin u)(jin u)分子模型的丰富经验（他分子模型的丰富经验（他们两个人都是第一次建构们两个人都是第一次建构(jin u)(jin u)分子模型），却能在这场竞赛中获胜分子模型），却能在这场竞赛中获胜？第31页/共37页第三十一页，共38页。第32页/共37页第三十二页，共38页。 为什么相同数目、为什么相同数目、种类的脱氧核苷酸，种类的脱氧核苷酸，构建构建(u jin)(u jin)出出的的“碱基对序列碱基对序列”却是不同的？却是不同的？第33页/共37页第三十三页，共38页。 脱氧核苷酸（碱基脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序对）排列顺序(shnx)(shnx)不同不同第34页/共37页第三十四页，共38页。 为什么为什么DNADNA会会有有多样性多样性？第35页/共37页第三十五页，共38页。1 1、DNADNA链上脱氧核苷酸链上脱氧核苷酸( (碱基对碱基对) )排列顺序排列顺序(shnx)(shnx)不同不同2 2、构成、构成DNADNA的脱氧核苷酸数目的脱氧核苷酸数目(shm)(shm)不同不同第36页/共37页第三十六页，共38页。感谢您的欣赏(xnshng)！第37页/共37页第三十七页，共38页。内容(nirng)总结DNA分子的空间结构。第1页/共37页。为了表彰他们在DNA研究方面的贡献，1962年他们同时荣获了诺贝尔奖。A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶。同时，富兰克林的X射线衍射数据也证实了“脱氧核糖-磷酸”骨架应该是排列在外侧的。富兰克林指出：X衍射照片中的“DNA的双螺旋结构”图像即使翻转(fn zhun)180度看起来还是一样。指出：X衍射照片中的“DNA的双螺旋结构”图像即使翻转(fn zhun)180度看起来还是一样。A与T、C与G配对第三十八页，共38页。