核酸的结构和功能PPT.ppt
3 核酸的结构与功能Chapter 3 Structure and Function of nucleic acid,本章重点及难点重点：掌握核酸构件分子的结构特点、代号；掌握DNA二级结构特点、稳定力、三级结构特点及有关概念；掌握RNA二级结构特点、类型；了解核酸的重要理化性质。难点：构件分子的结构特点，DNA二级结构要点及三级结构有关概念，tRNA二级结构特点、真核生物mRNA二级结构特点，核酸理化性质中涉及的概念及应用。,3.1概述,1、核酸的概念和重要性 DNA的重要性；RNA的重要性2、核酸的化学组成 碱基；戊糖；磷酸；核苷；核苷酸,1、核酸的概念和重要性,概念：核酸是一类重要的生物大分子，在生物体内负责生命信息的储存和传递。重要性：(1)DNA是主要遗传物质(2)RNA的功能多样性,2、核酸的化学组成,戊糖,碱基,嘌 呤,嘧 啶,核 苷,如果是存在于DNA中的脱氧核苷则2位则是H而不是OH。,磷酸,+,戊糖,+,碱基,=,核苷酸,3.2核酸的一级结构,1、核苷酸的连接方式2、DNA和RNA的一级结构,1、核苷酸的连接方式,核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。,2、DNA和RNA的一级结构,3.3 DNA的结构与功能,1、DNA的双螺旋结构 双螺旋结构的特征；双螺旋结构的多态性；2、DNA的三级结构3、DNA的功能,1、DNA的双螺旋结构,特征：两条脱氧核苷酸链以反向平行的方式 围绕同一中心轴向右盘绕主链处于螺旋的外侧（核糖+磷酸）亲水 核糖平面与螺旋轴平行 碱基处于螺旋的内侧，与中轴垂直螺距：10bp3.4nm3600=2nm大沟与小沟：蛋白质识别DNA的特定遗传信息的关键点 碱基互补配对,DNA双螺旋结构稳定的因素,（1）氢键：A=T；G C（2）碱基堆积力（3）离子键,双螺旋结构的多态性,2、DNA的三级结构,定义：双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构。如扭拮、超螺旋等。,3、DNA的功能,DNA具有基因的所有属性，基因也就是DNA的一个片段。DNA的基本功能是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板，它是生命遗传繁殖的物质基础，也是个体生命活动的基础。,3.4 RNA的结构与功能,1、mRNA的结构与功能2、tRNA的结构与功能3、rRNA的结构与功能4、其它小分子RNA,1、mRNA的结构与功能,(1)、原核生物mRNA的结构特点：多顺反子结构(2)、真核生物mRNA的结构特点：单顺反子结构，只能编码一条多肽链 3-端具有polyA结构 不是由DNA编码的 防止mRNA被核酸酶水解 核质转运有关 mRNA的5端有一个“帽子”结构 m7G5pppN 防止核酸外切酶对mRNA的降解 识别起始点（核糖体识别mRNA）,结构特点,2、tRNA的结构与功能,(1)、二级结构特征：分子量25KD左右，沉降系数4s；多数为7090个核苷酸 三叶草形结构 3末端（接受末端）为CCAOH结构，接受活化的aa。5端多为pG，也有pC结构的。具有不等的稀有碱基及位置不变的恒定核苷酸2,(2)、三级结构特征：倒“L”,3、rRNA的结构与功能,原核生物的rRNA：16S、5S、23S真核生物的rRNA：18S、5S、5.8S、28S,16S rRNA,4、其它小分子RNA,真核细胞的小分子RNA：snRNA scRNA原核细胞的小分子RNA：反义RNA,3.5核酸的理化性质及其应用,1、核酸的一般理化性质2、DNA的变性与复性3、DNA的熔解温度4、核酸的杂交及其应用,1、核酸的一般理化性质,物理性质：酸性稳定性紫外吸收溶解度分子大小、形状和粘度 沉降特性,核酸的水解：酸水解碱水解 酶水解,2、DNA的变性与复性,DNA的变性定义：高温、酸、碱或某些变性剂能破坏核酸中的氢键，使有规律的螺旋型双链结构变成单链、无规律的“线团”，此作用称为。性质改变：溶液粘度降低溶液旋光度发生改变 增色效应：与天然DNA相比，变性DNA因其双螺旋结构破坏，使碱 基充分外露，因此，紫外吸收增加，这种现象叫。,DNA的复性定义：变性DNA在适当的条件下又可使两条彼此分开的链重新缔合成双螺旋，这个过程叫。DNA复性的影响因素：温度和时间DNA浓度 DNA序列的复杂性,3、DNA的熔解温度,定义：增色效应达到一半时的温度或DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为。影响Tm的因素：DNA的均一性 G、C的含量 介质中的离子强度：低浓度介质中，Tm值低，范围宽,4、核酸的杂交及其应用,定义：在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂合双链(heteroduplex)。这种杂合双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。,3.6核酸酶和限制性核酸内切酶,1、核酸的酶促水解与核酸酶的分类 底物专一性；对底物的作用方式；磷酸二酯键断裂方式；其它分类2、核酸酶的特性3、限制性核酸内切酶,3.7 DNA一级结构测定与DNA的化学合成,1、DNA碱基顺序的测定 酶法测序；化学法测序；自动测序 2、DNA的化学合成,3.8基因和基因组,1、基因2、基因组 病毒；细菌；真核生物；人类基因组计划,
