核酸化学2-化学描述.ppt

1.核酸的含氮碱基性质(P211-215) 粘度：DNA溶液粘度很大，RNA溶液粘度小。核酸发生变性或降解后其粘度降低。 沉降特性：受到强大离心力的作用时，核酸可 从溶液中沉降下来，其沉降速度与核酸的大小 和密度有关。 ⑵核酸的两性性质及等电点 ②等电点pI： 核酸分子内酸性解离和碱性解离相等，本身所带正电荷与负电荷相等时，此时核酸溶液的pH值。等电点时核酸溶解度最小。 核酸的等电点比较低： DNA（4～4.5），RNA（2～2.5）。 原因：核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈现弱碱性。 RNA的等电点比DNA低——RNA分子中核糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有这种作用。 ⑶核酸的水解 1)核酸的酸解和碱解 DNA和RNA对酸和碱耐受程度很大差别。 ①酸易水解N-糖苷键： 2)核酸酶解 核酸水解酶：催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键。 N-糖苷酶：水解糖苷键，生成含氮碱基和无碱基末端的寡核苷酸 ①核酸水解酶(核酸酶)分类： 底物专一性：DNA水解酶（DNases）：以DNA为底物；RNA水解酶（RNases）： 以RNA为底物。 作用部位：核酸外切酶：从3′-端或 5′-端逐个水解；核酸内切酶：从多聚核苷酸链中间某个位点切断（小球菌核酸酶即可外切又可内切） 作用键：水解3｀-磷酸酯键酶；水解5｀-磷酸酯键酶 ⑷核酸的紫外吸收 嘌呤碱和嘧啶碱具共轭双键体系，具有独特紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰。 纯度：A260/A280 DNA（1.8以上）；RNA（2.0） 1)核酸的变性（denaturation） ①概念：指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。 ②变性后表现： 双螺旋结构解体；A260值增加——增色效应；粘度下降；浮力密度增大；分子量不变（不涉及磷酸二酯键的断裂，一级结构保持不变）；失去其部分或全部的生物活性。 ③变性因素：温度升高、酸碱度改变、低离子强度、甲醛和尿素等。 加热或极端pH ——DNA变性 DNA的稀盐溶液加热到80-100℃时，双螺旋结构解体，两条链彼此分开，形成无规线团。 G和C的含量高，Tm值高。 测定Tm值，可反映DNA分子中G、 C含量，可通过经验公式计算： 2)核酸的复性 ①概念：适当条件下，变性DNA的两条彼此分开的单链重新缔合形成双螺旋结构，这一过程称为复性。 ②复性条件：适当条件 退火（annealing)：热变性的DNA缓慢冷却时，可以复性，这一过程叫退火。 ——热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。 复性温度Ta=Tm－20°c ④DNA复性的程度、速率与复性过程的条件有关 ①分子量越大复性越难。 ②浓度越大，复性越容易。 ——复性反应的速度用Cot1/2表示。 Co为变性DNA复性时的浓度，t为时间，以秒表示。 ③DNA的复性与其本身的组成和结构有关。 Cot1/2 =1/K，K与复杂性有关。 ⑤DNA复性后，一系列物理、化学性质将得到恢复。 3)核酸的杂交（hybridization） ①概念： DNA单链与互补的异源DNA单链或RNA链形成双螺旋结构。 杂交核酸分子： 核酸杂交形成的新分子。 核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。 ①Southern blotting(Southern 印迹)：DNA杂交 ②Northern blotting(Northern 印迹)：RNA杂交 ③Western blotting(Western 印迹)： ②核酸杂交步骤 四.核酸的性质 既具芳香环的特性,也具氨,酮和烯醇的化学性质 2.核酸的性质 ⑴一般物理性质 色状：DNA：白色纤维状固体；RNA：白色粉末状固体 溶解性：都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大； 不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂——用乙醇 从溶液中沉淀核酸。 在细胞中DNA和RNA常以核蛋白形式存在，在盐溶液中的溶解度不同。 DNA核蛋白 RNA核蛋白 0.14mol/LNaCl － + 1-2mol/LNaCl + － ①核酸具有两性性质 磷酸基：酸性基团 碱基：弱碱性基团 （碱基环上的N及各取代基） 酸的浓度、温度和作用时间不同对核酸的作用不同。 嘌呤碱基比嘧啶碱基易被水解，脱氧核糖比核糖易被水解。pH2以下DNA脱落成无嘌呤酸。 2′-O