《《核酸和蛋白质》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《核酸和蛋白质》PPT课件.ppt（58页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、分子生物学,试题分析课程安排,第 二 章核酸和蛋白质的结构和功能,Structure and Function of Nucleic Acid and Protein,核酸：是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。,第一节 核酸,核酸的分类及分布,核酸的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid,核酸的化学组成,1.元素组成C、H、O、N、P（910%）,嘌呤(purine),腺嘌呤(adenine,A),鸟嘌呤(guanine,G),碱 基,嘧啶(pyrimidine),胞嘧啶
2、(cytosine,C),尿嘧啶(uracil,U),胸腺嘧啶(thymine,T),戊 糖,核苷：AR,GR,UR,CR脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR,一、核苷酸的结构,核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP,C,G,A,DNA的一级结构及功能,定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。,书写方法,5 pApCpTpGpCpT-OH 3,5 A C T G C T 3,目 录,DNA的甲基化,原核：多为一些酶切位点的修饰 作用：对自身DNA产生保护作用真核：基因表达调控 特点：甲基化的修饰可使
3、DNA经 过细胞许多代的分裂后，保持稳定。,真核生物DNA中，几乎所有甲基化发生在5-CG-3的C上，即5mCG-3。,DNA的二级结构与功能Dimensional Structure and Function of DNA,DNA的二级结构-双螺旋结构DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型要点DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装DNA的超螺旋结构原核生物DNA的高级结构DNA在真核生物细胞核内的组装DNA的功能,1、DNA的二级结构双螺旋结构,DNA双螺旋结构的研究背景,目 录,（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）,DNA分子由两条相互平行
4、但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)相间。,目 录,（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）,碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。,目 录,碱基互补配对,T,A,G,C,（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）,氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。,目 录,（三）
5、DNA双螺旋结构的多样性,目 录,（三）DNA的超螺旋结构,（一）DNA的超螺旋结构,超螺旋结构(superhelix 或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。,正超螺旋(positive supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同,负超螺旋(negative supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反,意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。,超螺旋DNA比松弛型DNA更紧密，使DNA分子体积变更小对其在细胞内的包装更有利；超螺旋能影响双螺旋的解链程序，影响DNA 分子与其他分子之间的相互作用。,（三）
6、DNA在真核生物细胞核内的组装,真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。,核小体的组成DNA：约200bp 组蛋白：H1H2A，H2BH3H4,DNA的功能,DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。,基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。,二、RNA的结构与功能,Structure and Function of RNA,RNA的种类、分布、功能,（一）信使RNA的结构与功能,内含子(intron),*mRNA成熟过程,外显
7、子(exon),目 录,顺反子：由结构基因转录生成的RNA序列,原核生物mRNA结构特点,多顺反子mRNA 5端无帽子结构，3端一般也无多聚A尾巴。mRNA一般也没有修饰碱基。,真核生物mRNA结构特点,1.大多数真核mRNA的5末端均在转录后加上一个7-甲基三磷酸鸟苷，同时第一个核苷酸的C2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。,2.大多数真核mRNA的3末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。,3、分子中可能有修饰碱基，主要甲基化修饰。4、分子中有编码区与非编码区。,帽子结构,mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控,帽子结构和多聚A尾的功能,*mR
8、NA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。,*tRNA的一级结构特点 含 1020%稀有碱基，如 DHU 3末端为 CCA-OH 5末端大多数为G 具有 TC,（二）转运RNA的结构与功能,*tRNA的二级结构三叶草形 氨基酸臂 DHU环 反密码环 额外环 TC环,氨基酸臂,额外环,*tRNA的三级结构 倒L形,*tRNA的功能活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。,*rRNA的结构,（三）核蛋白体RNA的结构与功能,*rRNA的功能参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。,*rRNA的种类（根据沉降系数）,真
9、核生物5S rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA,原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNA,核蛋白体的组成,四、其他小分子RNA及RNA组学,除了上述三种RNA外，细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子RNA，统称为非mRNA小RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs)。,snmRNAs,snmRNAs的种类核内小RNA核仁小RNA胞质小RNA催化性小RNA小片段干涉 RNA,snmRNAs的功能参与hnRNA和rRNA的加工和转运。,RNA组学研究细胞中snmRNAs的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞
10、在不同时间、不同状态下snmRNAs的表达具有时间和空间特异性。,RNA组学,核 酶,催化性DNA(DNAzyme)人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解DNA。,催化性RNA(ribozyme)作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。,核 酸 的 理 化 性 质The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid,目 录,1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相当于50g/ml双链DNA40g/ml单链DNA（或RNA）20g/ml寡核苷酸2.判断核酸样品的纯度DNA纯品:OD260/OD280=1.8RNA纯品:OD260/
11、OD280=2.0,OD260的应用,目 录,二、DNA的变性(denaturation),定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。,方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。,变性后其它理化性质变化：,OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸碱滴定曲线改变生物活性丧失,目 录,DNA变性的本质是双链间氢键的断裂,例：变性引起紫外吸收值的改变,DNA的紫外吸收光谱,增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。,目 录,热变性,解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。,目 录,Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(melting temperature,Tm)。其大小与G+C含量成正比。,目 录,三、DNA的复性与分子杂交,DNA复性(renaturation)的定义在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。,减色效应DNA复性时，其溶液OD260降低。,热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火(annealing)。,目 录,
