生物化学第02章核酸的结构与功能汇总.ppt

第2章核酸的结构与功能 Structure and Function of Nucleic Acid 1868年 Fridrich Miescher 从脓细胞中提取核素。 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质。 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。 1968年 Nirenberg发现遗传密码。 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶。 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA测序方法。 1985年 Mullis发明PCR技术。 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)。 1994年 中国人类基因组计划启动。 2001年 美英等国完成人类基因组计划。 1.元素组成 C、H、O、N、P,其中P是核酸的特征元素。一般DNA含磷9.2%，RNA含磷9.2%。 碱基的互变异构体 体内重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 二、核酸的一级结构 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。 亲水性的骨架位于双链的外侧。 疏水性的碱基位于双链的内侧。 mRNA 信使RNA(messenger RNA, mRNA)是在核内以DNA为模板合成的，然后转移到细胞质内，是指导蛋白质合成的直接模板。 特点：含量少 种类多 寿命短 大小差异大 1.由于甲基化，以及5′-5′的连接特点，保护mRNA不被核酸外切酶水解； 2.与核糖体识别，参与翻译起始相关； 3.mRNA的帽结构可以与帽结合蛋白(cap binding protein，CBP)结合，形成的复合物对于mRNA从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻译起始因子结合及mRNA稳定性的维持起着重要作用。 * tRNA的一级结构特点 含 10~20% 稀有碱基 3′末端为 — CCA-OH 5′末端大多数为G 具有 T?C 核酸的酸碱及溶解度性质 核酸为多元酸，具有较强的酸性。 核酸的高分子性质 粘度：DNARNA dsDNA ssDNA 沉降行为:不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。 第五节 核酸酶 Nuclease hnRNA 内含子 (intron) mRNA mRNA成熟过程 外显子 (exon) 从AUG 开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码(codon)。 成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。 5?-末端的帽子(cap)结构和3?-末端的多聚A尾(poly-A tail)结构。 成熟的真核生物mRNA 帽子结构:m7GpppNm （一）大部分真核细胞mRNA的5末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷为起始结构 加帽过程 帽子结构的作用 真核生物的mRNA 的3?-末端转录后加上一段80-250个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构，称为多聚腺苷酸尾或多聚A尾。 （二）在真核生物mRNA的3末端有多聚腺苷酸结构 加尾过程 1. 稳定mRNA 2. Poly(A)与蛋白质相结合形成一个复合物， 防止 mRNA水解 多聚A尾的功能 （三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成 从mRNA分子5末端起的第一个AUG开始，每3个核苷酸为一组称为密码子(codon)或三联体密码(triplet code)。 AUG被称为起始密码子；决定肽链终止的密码子则称为终止密码子。 位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列称为开放阅读框(open reading frame, ORF)，决定了多肽链的氨基酸序列 。 * mRNA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。 DNA mRNA 蛋白 转录 翻译 原核细胞 细胞质 细胞核 DNA 内含子 外显子 转录 转录后剪接 转运 mRNA hnRNA 翻译 蛋白 真核细胞 （四）mRNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程 卵清蛋白mRNA的成熟 转运RNA(transfer RNA, tRNA)在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体, 将氨基酸转呈给mRNA。 由74～95核苷酸组成； 占细胞总RNA的15%； 具有很好的稳定性。 tRNA * tRNA的功能 活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。 tRNA中含有多种稀有碱基 双氢尿嘧啶 假尿嘧啶 甲基化的嘌呤 tRNA具有局部的茎环(stem-loo