核酸的结构、功能与核苷酸代谢化学课件.ppt

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1、第八单元 核酸的结构、功能与核苷酸代谢,考试要点,1.核苷酸分子组成：分类，基本成分，基本单位2.核酸的分子结构：一级结构，DNA的双螺旋结构3.几种重要的核苷酸 4.核苷酸的分解代谢,核酸的分子组成,一、核酸的分类脱氧核糖核酸（DNA）：遗传信息的贮存和携带者。真核细胞中98%存在于细胞核,少量存在于线粒体和叶绿体中，原核细胞存在于类核结构中。核糖核酸（RNA）：参与遗传信息的表达。90%存在于细胞质中。信使核糖核酸（mRNA）转运核糖核酸（tRNA）核蛋白体核糖核酸（rRNA）,二、核酸的基本成分,核苷酸 磷酸 核苷 戊糖：核糖或脱氧核糖 碱基：嘌呤:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)嘧啶:胞嘧啶

2、(C),尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T),核酸,DNA、RNA化学组成的比较,三、核酸的基本单位核苷酸,核苷 嘌呤或嘧啶碱基与核糖或脱氧核糖以糖苷键相连成为核苷。碱基均连接在戊糖的1位碳的半缩醛羟基上。嘌呤碱基以第9位氮,嘧啶碱基以第1位氮连接。,核 苷,核苷酸 核苷与磷酸通过磷酸酯键连接即为核苷酸。,核 苷 酸,核酸的分子结构,一、核酸的一级结构（一）3，5-磷酸二酯键一个核苷酸C-3羟基与另一个核苷酸C-5的磷酸脱水缩合形成的酯键，称为3，5-磷酸二酯键。,（二）多核苷酸链许多个单核苷酸借3，5-磷酸二酯键相互连接形成的长链。链的一端，磷酸只与戊糖C-5 相连，称为5-磷酸末端；另一端在戊糖C-

3、3端，具有自由羟基，称为C-3 羟基末端。,（三）核酸的一级结构 核苷酸在核酸长链上的排列顺序，也称为碱基序列。多聚核苷酸链的方向：53,二、DNA二级结构（双螺旋结构）,（一）要点：1.DNA分子由两条以脱氧核糖-磷酸作骨架的双链组成，以右手螺旋的方式围绕同一公共轴有规律地盘旋。2.两股单链的戊糖-磷酸骨架位于螺旋外侧，碱基平面垂直于螺旋轴而伸入螺旋之内。每个碱基与对应链上的碱基共处同一平面，并以氢键维持配对关系，螺旋旋转一周为10对碱基。,3.碱基配对规律 A与T配对，C与G配对。两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键。双螺旋两股单链走向相反，从5向3端追踪两链，一链自下而上，另

4、一链自上而下。,双螺旋结构稳定的因素,氢键 碱基堆积力 离子键,（二）双螺旋结构的生物学意义 DNA双螺旋结构理论极大地促进了近代核酸结构与功能的研究和发展，是生命科学发展史上的杰出贡献。,几种重要的核苷酸,一、ATP、ADPATP与ADP是体内重要的高能磷酸化合物，ATP分解成ADP时则释放出能量，供给许多生化反应和功能活动的需要。二、CAMP、CGMP细胞信息传递的第二信使CAMP：3，5-环化腺苷酸CGMP：3，5-环化鸟苷酸,RNA的结构与功能,组成：AMP GMP CMP UMP 3,5-磷酸二酯键连接成的多核苷酸链，多以单链存在，分子较DNA小 一级结构：核苷酸的排列顺序 空间结构

5、：单链，局部双链区，碱基配 为A-U和G-C，突环，发夹结构,一、信使RNA（mRNA）的结构与功能 是蛋白质合成的模板，指导蛋白质 的生 物合成二、转运RNA（tRNA）的结构与功能 是各种氨基酸的转运载体三、核糖体RNA（rRNA）的结构与功能 是蛋白质合成的场所,tRNA二级结构：三叶草型,核酸的理化性质,一、两性电解质二、260nm处紫外吸收峰,三、核酸的变性核酸的变性：核酸双螺旋区的氢键断裂变成单链但并不涉及共价键的断裂。Tm值：双螺旋结构失去一半时的温度称该 DNA的熔点 或熔解温度，用Tm值表示。DNA的复性：变性DNA在适当的条件下，彼此分开的两条链重新缔合成为双螺旋的过程。退

6、火：变性DNA在缓慢冷却时可以复性，冷却的过程叫退火。,分子杂交,两条来源不同但有互补关系的DNA单链，或DNA单链与RNA分子，在去掉变性条件后互补的区段能够退火形成双链DNA分子DNA/RNA异质双链的过程称为分子杂交。,核苷酸的代谢,一,核苷酸的来源：机体自身合成（主要）食物（不属于营养素）食物中核苷酸的消化：食物核蛋白 核酸 碱基 戊糖 磷酸,胃酸,酶,嘌呤核苷酸代谢,从头合成途径(de novo synthesis),合成的两条途径：,补救合成途径(salvage synthesis),生物体利用某些氨基酸、一碳单位、CO2和5-磷酸核糖合成嘌呤核苷酸的过程。为主要合成途径。,组织细

7、胞利用已有的碱基或核苷合成核苷酸的过程。（脑，骨髓只能进行此途径）,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,合成原料：碱基合成：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2、一碳单位、五磷酸核糖戊糖部分：R5P，ATP合成部位：肝(主要)，小肠，胸腺等。（胞液）,二、嘌呤核苷酸的分解代谢,主要在肝、小肠及肾脏进行，最终分解产物为 尿酸，随尿排出。ATP 次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤 尿酸 鸟嘌呤氧化酶GMP 鸟嘌呤,黄嘌呤酶,尿酸含量增高（0.48umol/L)时,可引起关节炎、尿路结石、肾疾病。（痛风症）别嘌呤醇抑制尿酸的生成 别嘌呤核苷酸与IMP相似，是黄嘌呤氧化酶的竞争性抑制剂，可抑制尿酸的生成。痛风症、白血

8、病、恶性肿瘤或患肾病而尿酸排泄障碍时，血尿酸，以别嘌呤醇治疗。,嘧啶核苷酸代谢,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺和CO2、5-P核糖,Gln,CO2,嘧啶核苷酸 嘧啶核苷+Pi 核苷酶 嘧啶碱 戊糖,二、嘧啶核苷酸分解代谢,核苷酸酶,嘧啶碱基分解主要在肝内进行,分解产物：嘌呤：尿酸正常值119357mol/L如476mol/L尿酸结晶沉淀嘧啶：-氨基异丁酸（T）、-丙氨酸（U、C）、NH3和CO2，嘧啶降解产物易溶于水,核苷酸的抗代谢物嘌呤类似物嘧啶类似物核苷酸类似物谷氨酰胺类似物叶酸类似物6MP（6-巯基嘌呤），次黄嘌呤类似物5-FU（5-氟尿嘧啶）结构与胸腺嘧啶相似,

9、历年试题分析,1.RNA分子中所含的碱基是2.DNA分子中所含的碱基是 A.G、C、T、UB.G、A、C、TC.A、G、C、UD.G、A、T、UE.I、C、A、U,3.维系DNA两条链形成双螺旋的化学键是A.磷酸二酯键B.N-C糖苷键C.戊糖内C-C键D.碱基内C-C键E.碱基间氢键,4.沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型每旋转一周的碱基对数是A.8B.9C.10D.11E.12,5.核酸分子中百分比含量相对恒定的元素是A.碳（C）B.氢（H）C.氧（O）D.氮（N）E.磷（P）,历年考题,1.核酸的各基本单位之间的主要连接键是A.二硫键B.糖苷键C.磷酸二酯键D.肽键E.氢键,2.DNA

10、的二级结构是A.a-螺旋B.b-片层C.b-转角D.超螺旋结构E.双螺旋结构 考点：DNA的二级结构【评析】DNA的基本结构形式是多聚脱氧核糖核苷酸链。两条反平行的多聚脱氧核糖核苷酸链围绕同一中心轴形成双螺旋外形的二级结构。DNA的双螺旋结构有多种形式，其中右手双螺旋结构是DNA的主要二级结构形式。,3.DNA碱基组成的规律是 A.A=C；T=G B.A+T=C+G C.A=T；C=G D.（A+T）/（C+G）=1 E.A=G;T=C 考点：DNA碱基组成特点【评析】DNA分子中A与T配对，G与C配对，故A和T含量相同，G和C含量相同。,4.存在于核酸分子中的碱基有A.2种B.3种C.4种D.5种E.6种,5.自然界最常见的单核苷酸是A.1核苷酸B.2核苷酸C.3核苷酸D.4核苷酸E.5核苷酸,6.与抗代谢药5-Fu化学结构相似的物质是A.腺嘌吟B.鸟嘌呤C.胸腺嘧啶D.尿嘧啶E.胞嘧啶,7.体内嘌呤碱分解的终产物是A.尿素B.尿胆素C.尿酸D.肌酸E.-氨基酸 评析：本题考点：不同物质在体内的分解产物。尿素是体内解氨毒的产物；尿胆素是铁卟啉化合物代谢的产物；肌酸是氨基酸代谢的产物；本章所涉及-氨基酸有-丙氨酸和-氨基异丁酸，均为嘧啶碱代谢的产物。,