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1、第 2 章 核酸的结构与功能,概述：1、核酸的发现及命名 核酸是脱氧核糖核酸（DNA）与核糖核酸（RNA）的通称 2、核酸的分类、分布及生理功用 分 类 主要分布 主要生理功用 DNA 细胞核 遗传信息的载体 RNA 细胞质 参与蛋白质的生物合成,DNA,RNA,Proteins,Replication 复制,线粒体也有DNA,DNA主要分布在细胞核，而RNA主要分布在细胞浆。,核酸的分布,3、核酸的水解,核酸,核苷酸,水解,基本结构单位：核苷酸；基本组成成分：磷酸、戊糖和碱基,一、核酸的化学组成及特点,组成核苷酸的元素：，,与蛋白质相比组成上的两大特点：核酸不含元素，核酸中元素的含量多,且恒
2、定（）(可用于核酸含量测定),第一节 核酸的化学组成及一级结构,(H),RAN:-D-核糖DNA:-D-2-脱氧核糖.,为区别碱基中的碳原子的编号,戊糖中的碳原子标以C-1,C-2.,1.戊糖,脱氧部位C-2,DNA 比 RNA 稳定!,二、核酸分子中的基本组成成分*,2.碱基（base):,嘌呤碱(purine),鸟嘌呤(guanine G),腺嘌呤(adenine A),嘧啶碱(pyrimidine),胞嘧啶(cytosine C),尿嘧啶(uracil U),胸腺嘧啶(thymime T),碱基都具有芳香环的结构特征（含共轭双键）,嘌呤(purine),腺嘌呤(adenine,A),鸟嘌
3、呤(guanine,G),嘧啶(pyrimidine),胞嘧啶(cytosine,C),尿嘧啶(uracil,U),胸腺嘧啶(thymine,T),RNA,DNA,尿嘧啶 U,胸腺嘧啶 T,胞嘧啶 C,鸟嘌呤 G,腺嘌呤 A,小结：DNA、RNA基本组成的异同*戊 糖 碱 基 磷酸 DNA 脱氧核糖 A、G、C、T 磷酸 RNA 核 糖 A、G、C、U 磷酸,3、核苷（nucleoside)1）核苷的定义：碱基与戊糖通过糖苷键相 连而成的化合物。2）碱基与戊糖的连接部位：,3）分类：核糖核苷 脱氧核糖核苷,糖苷键,4、核苷酸(nucleotide)1）定义：核苷与磷酸通过酯键相连而成的化 合物
4、 2）连接部位：戊糖的第五位碳上的羟基磷 酸化 3）分类：核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 注：一磷酸核苷 monophosphate(MP)二磷酸核苷 diphosphate(DP)三磷酸核苷 triphosphate(TP),核苷酸的结构,碱基连接（糖苷键）,酯 键,（对DNA为H）,1,2,3,4,5,三、核酸的一级结构 1、定义：组成 DNA（或RNA）的脱氧核苷酸（或核苷酸）的排列顺序 2、连接键：35-磷酸二酯键（多核苷酸链的方向：53）3、表达方式：结构式 线条式 文字式,1,5 pApCpTpGpCpT-OH 3,5 A C T G C T 3,第二节 DNA的空间结构与功能 一、D
5、NA碱基组成的特点 1、有物种特异性，且物种亲缘关系越远，差异越大；2、无组织器官特异性。不同组织器官中 DNA碱基组成相同，而且不因年龄、环 境及营养而改变；3、组成的规律性：DNA分子中四种碱基的 摩尔百分比，即A=T、G=C、A+G=T+C,DNA的二级结构双螺旋结构,二、DNA双螺旋结构模型要点*（B型）,1、反向平行的右手双螺旋结 构，螺距为 3.4nm，直径 为2.0nm。每圈10对碱基，存在大沟、小沟2、主链位于螺旋外侧，碱基 位于内侧。,3、两链间A与T互补形成两个 氢键，G与C互补形成三个 氢键4、螺旋的稳定因素为氢键和 碱基堆砌力,碱基互补配对,T,A,G,C,DNA双螺旋
6、结构的多样性,超螺旋（原核生物）核小体（真核生物）,三、DNA的三级结构,DNA双螺旋分子在空间进一步折叠或环绕成更复杂的结构，即DNA三级结构。,（人体每个体细胞DNA长2m,细胞直径0.1mm,细胞核0.05mm）,（一）DNA 超螺旋 原核生物DNA高级结构,核小体,核心组蛋白,（二）核小体,DNA四级结构,有人把染色体称为DNA的四级结构,RNA的种类、分布、功能,第三节 RNA的空间结构与功能,主要RNA的分类及功用 分 类 主要功用 mRNA 蛋白质生物合成的模板 tRNA 氨基酸的搬运工具 rRNA 与蛋白结合成核蛋白体，为 蛋白质生物合成提供场所 RNA的总体结构特点：以单链形
7、式存在；局部可形成双螺旋；碱基组成比例无规律性,真核生物mRNA的结构特点：1）mRNA含量少、更新快、分子大小不一 2)mRNA可形成局部双螺旋结构的二级结构。3)mRNA在真核生物中的初级产物称为HnRNA 4)5-端有7-甲基鸟苷三磷酸(m7GTP)的帽子 结构 5)3-端有多聚腺苷酸(PolyA)尾巴结构,一、信使RNA（mRNA）,-蛋白质合成的直接模板,二、tRNA的结构特点：1)分子最小；大小均一；含有稀有碱基最多 2）局部双链形成茎-环样结构/发夹结构 3)二级结构：呈“三叶草”型。包括：氨基酸臂、DHU环、反密码环、附 加环、TC环等 4）三级结构：倒“L”型,N,N二甲基鸟
8、嘌呤,N6-异戊烯腺嘌呤,双氢尿嘧啶,4-巯尿嘧啶,稀有碱基,tRNA二级结构：三叶草形结构,反密码子,TC环,反密码环,DHU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。,与蛋白质结合形成核蛋白体成为蛋白质合成的场所,三、核蛋白体RNA（rRNA）,小亚基 大亚基 原核生物 70S 含：30S 50S 真核生物 80S 含：40S 60S,rRNA的结构特点：1）rRNA是含量最多的RNA，占总量的 80。2）rRNA与蛋白质构成核蛋白体（由大、小亚基组成）原核生物：5S,16S,23S 小亚基含：16S 亚基含：5S和23
9、S 真核生物：5S，5.8S，18S，28S 小亚基含：18S 大亚基含：5.8S，5S，28S,第四节 核酸的理化性质、变性和复性及其应用,一、核酸的一般理化性质（一）为两性电解质；呈酸性；分子大，粘度高（二）紫外吸收特性：1、最大紫外吸收峰：260nm 2、产生原因：碱基中的共扼双键 3、应用：定量分析；鉴定纯度,三、核酸变性（DNA变性）1、定义：在理化因素作用下，DNA双螺旋 的两条互补链松散而分开变成单链的过程。2、变性的因素：高温（常用）强酸、强碱 有机溶剂等 3、变性的实质：氢键断裂（磷酸二酯键完好）,4、主要性质改变：1)紫外吸收值增加-增色效应 增色效应:指DNA变性后对26
10、0nm紫外光 的光吸收度增加的现象。2)旋光性下降；3)粘度降低；4)生物功能丧失或改变,解链温度,DNA热变性曲线呈S型,50DNA变性,四、DNA的热变性 1、定义：将DNA稀盐溶液加热使之变性的过程,2、解链温度 Tm（melting temperature):,使50%DNA分子变性的温度-Tm,主要影响Tm大小的因素：1、碱基中的G+C比例 2、核酸分子大小相关,五、DNA复性/退火（annealing),复性过程：成核反应拉链反应,DNA的变性与复性,六、核酸杂交(hybridization)1、具有一定互补序列的多核苷酸链按碱基 配对规则结合成异质双链的过程。2、结构基础：有互补序列 3、分类：DNA-DNA Southern杂交 待测者 RNA-DNA Northern杂交 RNA-RNA 4、应用简介 主要用于特异DNA或RNA的定性定量检测。,带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。,
