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第二章 核 酸 化 学 学习要求： 1、掌握两类核酸在分子组成、结构上的异同点 2、掌握DNA的双螺旋结构特点 3、掌握核酸的理化性质及应用 一、名词解释 1．回文序列 2．DNA的一级结构 3．碱基互补规则 4．核酸变性 5．Tm 值 6．增色效应 7．核酸分子杂交 二、简答计算 1、简述tRNA二级结构的特点及每一部分的功能。 2、真核生物与原核生物mRNA一级结构特点？ 3、DNA碱基组成的Chargaff规则 4、DNA双螺旋结构模型的要点及双螺旋结构的稳定因素？ 5、引起DNA变性的主要因素有哪些？变性后的理化性质有何改变？ 核酸的研究历史 1869 Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一 种含磷酸的有机物，当时称为核素（nuclein）,后称为核酸（nucleic acid） 1944 Avery 等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质 1953 Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型 1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则 70年代 建立DNA重组技术 80年代以后 分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，实施人类基因组计划（HGP） 肺炎球菌转化实验图解 第一节 核苷酸的种类、分布与功能 核酸 DNA与RNA组成上的区别 核苷酸的基本结构 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系  1、碱基 两类五种：嘌呤碱两种（A和G），嘧啶碱三种（C、 U 、T ） 2、戊糖 两种：D-核糖和D-2-脱氧核糖 3、磷酸 参与形成3 ′，5′磷酸二酯键 4、核苷 碱基与戊糖相连而成 5、核苷酸 核苷与磷酸形成的磷酸脂 基本碱基结构和命名 两种戊糖 核苷 ： 碱基与戊糖相连而成 核苷酸的基本结构 核苷酸的结构和命名 常见（脱氧）核苷酸的结构和命名 1、多磷酸核苷酸：ADP、ATP在能量代谢中起重要作用。GDP、dCDP、dTDP等在能量传递及物质合成中起重要作用。 2、环核苷酸：cAMP、cGMP在代谢调节中有重要作用 3、辅酶类核苷酸： NAD(P)、 FAD等在酶促反应中都起重要作用 细胞内游离核苷酸及其衍生物 腺苷酸及其多磷酸化合物 cAMP(cGMP)的结构 NAD：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADP：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸 1、定义：DNA中各种脱氧核苷酸之间的连接方式和排序顺序。 2、连接方式：以3′5′-磷酸二酯键相连 读向： 5′→3′，但双链DNA的两条链为反平行，必须注明各条链的走向。 5--- Pi（左侧） 3--- OH（右侧） 3、没有分支 4、排列顺序：只有通过测序确定 1、定义： DNA的双螺旋结构 2、提出：Watson和Crick，其依据是： (1) Chargaff定律：DNA的碱基组成 a、碱基当量定律： A=T 、G=C，即A+G=T+C，A+G / T+C =1 b、不对称比率：（A+ T ）/（G+C）比值随亲缘关系的远近而变化，亲缘越近，不对称比率相近似，与个体内部因素无关。（表2-2）。 以上说明：不同生物DNA分子有各自的核苷酸序列，但它们有相同的二级结构 DNA双螺旋结构的要点 (1)、天然DNA分子由两条反平行多聚脱氧核苷酸双链右手螺旋，一条走向5′→3′，另一条3′→5′，螺旋形成大沟和小沟 (2)、主链骨架位于外侧，碱基位于内侧。碱基按A=T和G≡C配对形成碱基平面 外侧――脱氧核糖和磷酸 内侧――碱基 碱基平面与双螺旋的长轴相垂直 碱基配对 (3)、螺旋直径2nm，相邻碱基平面的垂直距离为0.34nm，螺旋结构每隔10个碱基重复一次，间距为3.4nm。 (4)稳定双螺旋的主要作用力： 碱基堆积力：形成的疏水环境有利DNA分子的稳定 氢键： G≡C含量越多，DNA分子越稳定 除以上两个主要作用力外还有离子键 DNA的双螺旋结构特征 反平行多聚脱氧核苷酸双链右手螺旋，一条走向5′→3′，另一条3′→5′，螺旋形成大沟和小沟。 主链骨架位于外侧，碱基位于内侧。碱基按A=T和G≡C配对形成碱基平面 螺旋直径2nm，相邻碱基平面的垂直距离为0.34nm，螺旋结构每隔10个碱基重复一次，间距为3.4nm 稳定双螺旋的主要作用力：碱基堆积力、氢键、离子键 以上的B -DNA是在相对湿度为92%时，析出的DNA-钠盐纤维所呈现的构象。相对湿度改变可得到不同的DNA纤维构象，称为A -DNA 和 C-DNA，是右手双螺旋。 一些人工合成的DNA片段呈左手双螺旋结构，称为Z-DNA。见表2-3 第二章 核 酸 化 学 双螺旋DNA的类型 类 型 螺距(n