生物化学第三章核酸.ppt
核 酸(Nucleic Acid),核酸nucleic acid,脱氧核糖核酸deoxyribonucleic acid(DNA),核糖核酸ribonucleic acid(RNA),核糖体RNAribosomal RNArRNA,转移RNAtransfer RNA(tRNA),信使RNAmessenger RNA(mRNA),核酸的分类,核酸的重要性,DNA是主要的遗传物质,3、DNA可以自我复制。,2、DNA在代谢上高度稳定；,1、细胞核内的DNA含量十分恒定；,4、少数病毒以RNA为遗传物质,RNA在蛋白质生物合成中起重要作用,核酸的化学组成,核酸nucleic acid,核苷nucleoside,磷酸phosphoric acid,嘌呤和嘧啶purines and pyrimidines,核糖（或脱氧核糖）ribose(or 2-deoxyribose),核苷酸nucleotide,碱基（base）：又称含氮碱,（1）嘧啶碱（pyrimidine,Py）,（2）嘌呤碱（purine,Pu）,戊糖（pentose）,-D-2-脱氧核糖,DNA与RNA中所含戊糖与碱基的比较,核苷(Nucleosides),嘌呤第9位上的N或嘧啶第1位上的N与糖的半缩醛羟基脱水形成N 苷,假尿苷（）,5,核苷,核糖核苷（核苷）：A、G、C、U,脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dA、dG、dC、dT,核苷酸（nucleotide,Nt）的形成,(2-AMP),(3-AMP),(5-AMP),自然界中游离的核苷酸多为5-磷酸酯,ATP,腺苷三磷酸(ATP),环状核苷酸,Regulation of protein kinase A.The binding of four moleculesof cAMP activates protein kinase A by dissociating the inhibited holoenzyme(R2C2)into a regulatory subunit(R2)and two catalytically active subunits(C).,多核苷酸链,核苷酸的连接方式：,多核苷酸链结构的特点：1、主链由戊糖磷酸组成，侧链由碱基组成；2、具有方向性：5-端 3-端,3，5-磷酸二酯键,Structure of a DNA chain.The chain has a 5 end,which is usually attached to a phosphate,and a 3 end,which is usually a free hydroxyl group.,表示方法,A C G,碱基的性质,紫外吸收,核酸的结构,指多核苷酸链上核苷酸的排列顺序,表示方法：,P：,表示磷酸,A、U、G、C、dT、dA、dG、dC：表示核苷,方向：从左向右为 5-端 3-端,例如；pACGUCGOH,一级结构,1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构。,DNA双螺旋二级结构,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962,for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material,Francis Harry Compton Crick,James Dewey Watson,Maurice Hugh Frederick Wilkins,DNA碱基组成的定量分析,20世纪40年代chargaff规则,DNA碱基组成有种的特异性，但没有组织、器官特异性。,A=T；G=C；A+G=T+C,Watson-Crick model of double-helical DNA.One polynucleotide chain is shown in blue and the other inred.The purine and pyrimidine bases are shown in lightercolors than the sugar-phosphate backbone.(A)Axial view.The structure repeats along the helical axis(vertical)at intervals of 3.4 nm which corresponds to 10 nucleotides on each chain.(B)Radial view,looking down the helix axis.,6,1,2,1,2,3,4,1,6,2,3,4,2,The Double Helix Structure for DNA,DNA 双螺旋二级结构的要点：,1、DNA分子是由两条方向相反的平行多核苷酸链构成的，一条链的5-末端与另一条链的3-末端相对，两链的糖-磷酸主链均为右手螺旋，且有一共同的螺旋轴。螺旋表面有一条大沟，一条小沟。螺旋直径2nm；,3、成对的碱基大致处于同一个平面，该平面与螺旋轴基本垂直。相邻碱基对平面间的距离为0.34nm，该距离使碱基平面间的电子云可在一定程度上相互交盖，形成碱基堆积力。每转一周有10个碱基对；,2、两链的碱基均在主链的内侧，一链的A与另一链的T配对，G与C配对，前者配对形成二个氢键，后者配对形成三个氢键；,DNA 双螺旋二级结构的稳定因素：,1、氢键,2、碱基堆积力,3、离子键,Diagram of semiconservative replication.Parental DNA is shown in blue and newly synthesized DNA in red.After M.Meselson and F.W.Stahl.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.44(1958):671.,Citations per year of Watson and Cricks first 1953 Nature paper in scientific journals(English language only).,Cover of Nature human genome issue,published on 15 February 2001,Paintings of DNA models on a Millennium Collection stamp,designed by Mark Curtis(19992000),from the UK Royal Mails Scientists Tale collection,Spirals Time Time Spirals by Charles Jencks(2000)at Cold Spring Harbor Laboratory,A-DNA：,与B-DNA相同处：,与B-DNA不同点:,（1）螺体宽而短，直径2.55nm；11个核苷酸一圈，螺距2.86nm。,（2）碱基的倾角大一些,A-DNA：RNA分子中的双螺旋区；DNA-RNA杂交分子。,A-DNA和B-DNA之间可以相互转换，推测在转录时，DNA分子发生BA的转变。,反向的两条多核苷酸链，右手螺旋。,Z-DNA的生物功能：,Zig-zag,与基因表达、基因调控有关。,1979年美国ARich等人发现了左旋DNA（左手DNA双螺旋结构）,
