dna氫鍵形成的條件
生物課上有好好聽課嗎?DNA的全稱是?它的作用是什么?DNA中的氫鍵是怎么來的?你對DNA中的氫鍵了解多少?下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹。
DNA中氫鍵的形成原因:
氫鍵:
氫原子與電負(fù)性大的原子X以共價鍵結(jié)合,若與電負(fù)性大.半徑小的原子Y(O F N等)接近,在X與Y之間以氫為媒介,生成X-H…Y形式的一種特殊的分子間或分子內(nèi)相互作用,稱為氫鍵。[X與Y可以是同一種類分子,如水分子之間的氫鍵;也可以是不同種類分子,如一水合氨分子(NH3·H2O)之間的氫鍵]
在蛋白質(zhì)的a-螺旋的情況下是N-H…O型的氫鍵,DNA的雙螺旋情況下是N-H…O,N-H…N型的氫鍵,因?yàn)檫@樣的氫鍵很多,因此這些結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。此外,水和其他溶媒是異質(zhì)的,也由于在水分子間生成O-H—…O型氫鍵。
因此,這也就成為疏水結(jié)合形成的原因。
(1) 存在與電負(fù)性很大的原子A 形成強(qiáng)極性鍵的氫原子 。
(2)存在 較小半徑、較大電負(fù)性、含孤對電子[1] 、帶有部分負(fù)電荷的原子B (F、O、N)
氫鍵的本質(zhì): 強(qiáng)極性鍵(A-H)上的氫核 與電負(fù)性很大的、含孤電子對并帶有部分負(fù)電荷的原子B之間的靜電作用力。
(3)表示氫鍵結(jié)合的通式
氫鍵結(jié)合的情況如果寫成通式,可用X-H…Y①表示。式中X和Y代表F,O,N等電負(fù)性大而原子半徑較小的非金屬原子。
X和Y可以是兩種相同的元素,也可以是兩種不同的元素。
(4)對氫鍵的理解
氫鍵存在雖然很普遍,對它的研究也在逐步深入,但是人們對氫鍵的定義至今仍有兩種不同的理解。
第一種把X-H…Y整個結(jié)構(gòu)叫氫鍵,因此氫鍵的鍵長就是指X與Y之間的距離,例如F-H…F的鍵長為255pm。
第二種把H…Y叫做氫鍵,這樣H…F之間的距離163pm才算是氫鍵的鍵長。這種差別,我們在選用氫鍵鍵長數(shù)據(jù)時要加以注意。
不過,對氫鍵鍵能的理解上是一致的,都是指把X-H…Y-H分解成為HX和HY所需的能量。
(5)氫鍵的飽和性和方向性
氫鍵不同于范德華力,它具有飽和性和方向性。由于氫原子特別小而原子A和B比較大,所以A—H中的氫原子只能和一個B原子結(jié)合形成氫鍵。同時由于負(fù)離子之間的相互排斥,另一個電負(fù)性大的原子B′就難于再接近氫原子,這就是氫鍵的飽和性。
氫鍵具有方向性則是由于電偶極矩A—H與原子B的相互作用,只有當(dāng)A—H…B在同一條直線上時最強(qiáng),同時原子B一般含有未共用電子對,在可能范圍內(nèi)氫鍵的方向和未共用電子對的對稱軸一致,這樣可使原子B中負(fù)電荷分布最多的部分最接近氫原子,這樣形成的氫鍵最穩(wěn)定。
DNA分子內(nèi)氫鍵是復(fù)制時自動形成的,不需要酶
dna聚合酶:DNA復(fù)制時合成3,5磷酸二酯鍵所需要的酶,同時基因工程中反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因時也要用
DNA解旋酶:復(fù)制時解開氫鍵所需的酶
dna連接酶:基因工程導(dǎo)入目的基因“縫合”DNA黏性末端所需要的酶
RNA聚合酶:在DNA轉(zhuǎn)錄中,催化DNA轉(zhuǎn)錄為RNA的酶。
關(guān)于DNA份子中氫鍵的問題:
一、G和C 三個氫鍵,A和T二個氫鍵的結(jié)構(gòu)情況
二、氫鍵簡介
氫鍵是分子間作用力的一種,是一種永久偶極之間的作用力,氫鍵發(fā)生在已經(jīng)以共價鍵與其它原子鍵合的氫原子與另一個原子之間(X-H…Y),通常發(fā)生氫鍵作用的氫原子兩邊的原子(X、Y)都是電負(fù)性較強(qiáng)的原子。
氫鍵既可以是分子間氫鍵,也可以是分子內(nèi)的(DNA中的氫鍵是堿基對之間,可以認(rèn)為是分子間的)。其鍵能最大約為200kJ/mol,一般為5-30kJ/mol,比一般的共價鍵、離子鍵和金屬鍵鍵能要小,但強(qiáng)于靜電引力。
三、氫鍵不是化學(xué)鍵
化學(xué)鍵存在于分子內(nèi),是將原子結(jié)合成分子的力;分子間作用力存在于分子間,是保持物質(zhì)聚集狀態(tài)的力,它們本質(zhì)上都是靜電引力,但大小相差好幾個數(shù)量級。
氫鍵既存在于分子內(nèi)又存在于分子間(高中不要求分子內(nèi)的情況),但無論是哪種情況,它都不是形成分子的必要條件,因?yàn)槠茐臍滏I只改變聚集狀態(tài)而不使分子本身發(fā)生變化,而且它只存在于少數(shù)分子之間,大小又與其他分子間作用力相近,表示時也只用虛線,表示它和化學(xué)鍵不是一個級別,因此它是分子間作用力。
四、DNA分子中氫鍵的特性
DNA穩(wěn)定因素主要是堿基之間的氫鍵和堿基對平面之間的堆積力。
DNA分子中雙螺旋分子中局部雙螺旋可因加熱或化學(xué)試劑如尿素、甲酰胺等作用,使配對堿基間氫鍵斷裂,有序的雙螺旋解離成無序的單鏈的過程稱核糖變性,紫外吸收值達(dá)最大增加值一半時的溫度稱核酸的變性溫度(Tm表示),DNA中G-C多,Tm高。
變性DNA分子中二條彼此分開的多核苷酸鏈間堿基重新配對,形成雙螺旋的過程稱復(fù)性。
根據(jù)DNA的變性和復(fù)性知識可以很好地解決肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。