生物化学-核酸化学-核酸结构和功能.ppt

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1、第三章 核酸化学,核 酸(nucleic acid),是由核苷酸组成的生物大分子，携带和传递遗传信息。,第一节 概述,核酸的分类及分布,主要在细胞核,存在于胞核、胞液中。,脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA),生物遗传的物质基础,核酸的分类及分布,存在于细胞核和线粒体内。,存在于胞核、胞液和线粒体。,携带遗传信息，决定细胞和个体的遗传型(genotype)。,参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。,RNA的分类和功能,信使RNA（mRNA）携带DNA遗传信息转运RNA（tRNA）通过反密码子识别mRNA的 密码子，使氨基酸对号入座核蛋白体(rRNA)与核糖体蛋白

2、形成核糖体，是蛋白质合成的场所,第二节核酸的化学组成,核酸的基本组成单位是核苷酸,碱基,戊糖,磷酸,核苷酸,核苷,核酸,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。,嘌呤,嘧啶,碱基,腺嘌呤（A）,鸟嘌呤（G）,胞嘧啶（C）,胸腺嘧啶（T）,尿嘧啶（U）,DNA、RNA均有,DNA有,RNA有,核苷酸的结构,每种核酸都含有四种碱基。,戊 糖,（构成RNA）,核糖,（构成DNA）,脱氧核糖,嘌呤,腺嘌呤(adenine,A),鸟嘌呤(guanine,G),碱 基,嘧啶,胞嘧啶(cytosine,C),尿嘧啶(uracil,U),胸腺嘧啶(thymine,T),核苷（或

3、脱氧核苷）：碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成。,糖苷键,核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP,核苷酸（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）和磷酸以酯键连接形成。,多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP,环化核苷酸:cAMP，cGMP,DNA的合成原料：dATP,dGTP,dCTP,dTTP.RNA的合成原料：ATP,GTP,CTP,TTP.,第三节 核苷酸的生理功能,1.是核酸的基本组成单位2.ATP是生物体能量的直接供应体：ATP ADP+Pi+能量3.物质代谢调节中的第二信使生长激素 第二信使（cAMP、胰岛素（第一信使）cGMP）,第

4、四节 核酸的分子结构,一，DNA的分子结构（一）DNA的一级结构：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。,核苷酸之间以3,5-磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。,书写方法,DNA 与RNA的区别,（二）DNA的二级结构 双螺旋结构,DNA双螺旋结构模型要点,1.两条链反向，平行，碱基互补A=T G C。2.围绕同一中心轴构成右手双螺旋。螺旋直径2nm，表面有大沟和小沟（蛋白质结合部位）。3.碱基在内侧。每圈螺旋含10个碱基对(bp)，螺距为3.4nm。,4.维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵向为碱基间的堆积力。,碱基互补配对,T,A,G,C,（

5、一）原核生物DNA的高级结构,（三）DNA的三级结构,（二）真核生物DNA的高级结构,真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体。,核小体的组成DNA：约200bp 组蛋白：H1H2A，H2BH3H4,八聚体,DNA的功能：基因是DNA分子中的某一段核苷酸排列顺序，编码特定的蛋白质。,二、RNA的种类和分子结构,RNA的一级结构：多核糖核苷酸链中核苷酸的排列顺序RNA为一条多核苷酸链，有的碱基配对，有的不配对，可以螺旋，也可以不螺旋。RNA通常以单链形式存在，局部可有二、三级结构,动物细胞内主要RNA的种类及功能,核蛋白体,RNA,信使,RNA,转运,RNA,功,能,核蛋白体组分

6、,蛋白质合成模板,转运氨基酸,核蛋白体,RNA,信使,RNA,转运,RNA,细胞核和胞液,功,能,rRNA,mRNA,tRNA,核蛋白体组分,二、RNA的种类和分子结构,核蛋白体,RNA,（一）信使RNA,内含子(intron),*mRNA成熟过程,外显子(exon),mRNA的功能：作为蛋白质合成的模板。,*mRNA结构特点,1.大多数真核mRNA的5末端形成帽子结构：m7GpppNm-。,2.大多数真核mRNA的3末端有多聚A尾。,*tRNA的一级结构特点 含稀有碱基较多 3末端为 CCA-OH 5末端大多数为G 由7090个核苷酸组成,（二）转运RNA,*tRNA的功能选择性搬运氨基酸到

7、核糖体，参与蛋白质的翻译。,*tRNA的二级结构三叶草形,氨基酸臂,额外环,*tRNA的三级结构 倒L形,*rRNA的结构,（三）核蛋白体RNA,*rRNA的功能参与组成核蛋白体（rRNA+pr），作为蛋白质生物合成的场所。核蛋白体包括大亚基和小亚基,核酸的理化性质,第 五 节,一、紫外吸收,在260nm波长有最大吸收峰，是由碱基的共轭双键决定的。这一特性常用作核酸的定性、定量分析。,二、DNA的变性,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。,变性因素：过量酸，碱，加热等。,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,Tm：DNA 解链50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(Tm)。其大小与G+C含量成正比。,三、DNA的复性,DNA复性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。,