第四章 核酸的结构与功能.ppt

张鸭关;本章主要内容：;核 酸(nucleic acid) ;核酸的分类及分布及功能 ;（1）复制：将亲代DNA进行复制，得到遗传信息完全保留到子代DNA的过程。 （2）转录：转录DNA所携带的遗传信息，并将它从细胞核转运到蛋白质的合成场所。 （3）翻译和表达：遗传信息被翻译成氨基酸序列信息，并用于合成蛋白质的过程。;第一节 核酸的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid;核酸的化学组成 ;嘌呤(purine) ;嘧啶(pyrimidine);戊 糖;核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR;核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP ;5′端;稀有核苷酸;体内重要的游离核苷酸及其衍生物;二、核酸的一级结构;一级结构（primary structure）;A ;第二节 DNA的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNA;一、 DNA的二级结构 ——双螺旋结构;DNA分子由两条DNA单链组成。 DNA的双螺旋结构是分子中两条DNA单链之间基团相互识别和作用的结果。 双螺旋结构是DNA二级结构的最基本形式。 ;DNA双螺旋结构的要点;5′端;（2）嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90°角。;（3）螺旋横截面的直径约为2nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈的高度）为3.4 nm。;（4）维持两条DNA链相互结合的力是链间碱基对形成的氢键。碱基结合具有严格的配对规律:A与T结合，G与C结合，这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。 在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。;（5）螺旋表面形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)，彼此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础。 （6）氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。;（二）二级结构： 双螺旋结构模型(double helix model);（4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础 ;（三）DNA双螺旋结构的多样性;DNA双螺旋的稳定性;（二）DNA的三级结构;大多数原核生物 ： 1）共价封闭的环状双螺旋分子 2）超螺旋结构：双螺旋基础上的螺旋化;第三节 RNA的结构与功能;RNA的种类、分布、功能;* mRNA结构特点;帽子结构;mRNA核内向胞质的转位 mRNA的稳定性维系 翻译起始的调控 ;* 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。;* tRNA的一级结构特点 含 10~20% 稀有碱基，如 DHU 3′末端为 — CCA-OH 5′末端大多数为G ;N,N二甲基鸟嘌呤;* tRNA的二级结构 ——三叶草形 氨基酸臂 DHU环 反密码环 额外环 TΨC环;;* rRNA的结构;核 酸 的 理 化 性 质 The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid;;1. DNA或RNA的定量 OD260=1.0相当于 50μg/ml双链DNA 40μg/ml单链DNA（或RNA） 20μg/ml寡核苷酸 2.判断核酸样品的纯度 DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品: OD260/OD280 = 2.0;二、DNA的变性(denaturation);;DNA变性;例：变性引起紫外吸收值的改变;解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。;当DNA的稀盐溶液加热到80-100℃时，双螺旋结构即发生解体，两条链彼此分开，形成无规线团。; ;三、DNA的复性与分子杂交 ;DNA复性;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化双链(heteroduplex)。 这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA