生物化学01第一章 核酸幻灯片.pptVIP

第一篇 生物分子的结构与功能  第一章 核 酸 （Nucleic acid）   第一军医大学 解放军基因工程研究所 马文丽 内容纲要 第一节核酸的基本组成单位—核苷酸 一、核苷酸的组成 （一）碱基 参与核苷酸构成的碱基主要有五种，它们都是嘌呤（purine）或嘧啶（pyrimidine）类化合物。嘌呤类碱基主要有腺嘌呤（adenine，A）和鸟嘌呤（guanine，G）两种，嘧啶类碱基主要有三种，即胞嘧啶（cytosine，C）、胸腺嘧啶（thymine，T）和尿嘧啶（uracil，U） 表1-1 核酸中的部分稀有碱基 碱基的紫外吸收性质 一、核苷酸的组成 （二）戊糖 构成核苷酸的戊糖有两种，DNA分子中含有β-D-2脱氧核糖，RNA分子中的戊糖为β-D-核糖。碱基杂环中的原子编号一般以1，2，3，……表示，为了与此区分开来，糖环上的碳原子则标以1，2，3等 。 一、核苷酸的组成 （三）核苷与核苷酸 碱基与戊糖通过β-N-糖苷键（β-N-glycosidic bond）缩合形成核苷（nucleoside）。嘌呤类核苷是由嘌呤环上的N-9与戊糖的C-1连接，嘧啶类核苷是由嘧啶环上的N-1与糖的C-1相连。 表1-2 构成DNA及RNA的碱基、核苷和核苷酸 （续表）表1-2 构成DNA及RNA的碱基、核苷和核苷酸 二、核苷酸的连接方式 核酸的一级结构 第二节 DNA的结构 一、DNA的一级结构 二、DNA的二级结构 （一）DNA二级结构模型 DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸链组成，两条链的走向呈反向平行 DNA是右手螺旋结构 脱氧核糖-磷酸骨架位于螺旋的外侧；碱基位于双螺旋的内侧，每个碱基均与对应链上的碱基处于同一平面而以氢键（hydrogen bond）结合 碱基互补原则 （一）DNA二级结构模型 碱基平面与双螺旋的长轴垂直，糖环的平面则与长轴平行 DNA分子两条链间互补碱基的氢键维持双螺旋结构的横向稳定性，纵向则靠碱基平面间的疏水性碱基堆积力（base stacking force）来维系 双螺旋结构上存在着两条凹沟，与脱氧核糖-磷酸骨架平行。较深的沟称为大沟（major groove），较浅的称为小沟（minor groove） （二）DNA二级结构的多样性 三、DNA的高级结构 （一）原核生物细胞中DNA的组装 （二）真核生物细胞中DNA的组装 四、线粒体DNA 第三节 RNA的结构与功能 表1-3 RNA与DNA的比较 表1-4 真核细胞内RNA的种类及功能 一、信使RNA 真核生物mRNA的结构特征 5-端有一个特殊结构：7mG-5ppp5-Nm-3-P，称为帽子结构。 3-端有一段长约20~250个核苷酸的多聚腺苷酸（poly A），称为多聚A尾巴（poly A tail） mRNA分子上的每三个核苷酸为一组，构成遗传密码（genetic code），可以决定多肽链上某一个氨基酸，又称为三联体密码（triplet code）。 二、转运RNA tRNA的结构特征 三、核糖体RNA 表1-5 原核及真核生物核糖体的组成 rRNA的结构特征 第四节 核酸的理化性质 一、核酸的一般性质 核酸溶液的黏度比较大 ，核酸粘度降低或消失，即意味着变性或降解。 DNA分子的长度与直径之比达到107，极易在机械力的作用下发生断裂。 核酸的沉降特性 。 二、核酸的紫外吸收 三、核酸的变性与复性 （一）变性（denaturation） 核酸的变性是指核酸的互补配对碱基之间的氢键断裂，而构成磷酸-戊糖骨架的3,5-磷酸二酯键并未发生变化。 温度升高，溶液的盐浓度降低，或者溶液的酸碱度改变，都可以使核酸发生变性。实验室中最常用的使DNA分子变性的方法之一是加热。 （二）复性与杂交 变性DNA在适当条件下，两条互补的单链重新缔合，恢复天然的双螺旋结构，这个过程称为复性（renaturation） 将不同来源的DNA分子放在同一溶液里，经热变性后缓慢冷却，使其复性。若这些变性的DNA单链之间在某些区域有碱基互补的序列，则复性时，它们之间会形成双链，该过程称为核酸分子杂交（hybridization） 第五节 核酸的催化性质 一、核酶 二、脱氧核酶 核酶与脱氧核酶的研究意义 对研究生命起源和进化具有重大意义 拓展了酶学的研究范围 科研以及医疗应