第三章 核酸的结构与功能分子生物学.pptVIP

第3章 核酸的结构与功能 （Chapter 3 The Structre and Function of Nucleic Acids） 河南科技大学农学院 施江;第3章 核酸的结构与功能 3.1 细胞内的遗传物质 3.2 核酸的化学组成与共价结构 3.3 DNA的二级结构（双螺旋模型） 3.4 DNA分子的高级结构 3.5 真核生物的染色体及其组装 3.6 RNA的结构与功能 3.7 核酸的变性、复性与分子杂交;3.1 细胞内的遗传物质 3.1.1 DNA是主要的遗传物质 1869年，瑞士的内科医生Friedrich Miescher从外科医院包扎伤口的绷带上的脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为核质(nuclein)； 后来他又从鲭鱼精子中分离出类似的物质，并指出它是由一种碱性蛋白质与一种酸性物质组成的，此酸性物质即是现在所知的核酸(nucleic acid)。;1885—1900年间，Kossel、Johnew、Levene证实核酸由不同的碱基组成。其最简单的单体结构是碱基-核糖-磷酸构成的核苷酸。1929年又确定了核酸有两种，一种是脱氧核糖核酸(DNA)，另一种是核糖核酸(RNA)。; 1928年英国科学家Griffith进行了著名的肺炎双球菌转化实验。 但转化源（transforming principle）的化学本质仍是一个谜。; 16年之后首先用实验证明基因就是DNA分子的是美国著名的微生物学家Avery（1944）。; 9年之后1952年D.Hershery和M.Chase 再次用T2噬菌体标记实验证实了DNA是遗传物质的本质。; 20世纪50年代Watson和Crick发现了DNA分子的双螺旋结构，最终确立DNA是遗传信息的载体。 作为遗传物质的DNA具有以下特性: ① 储存并表达遗传信息； ② 能把遗传信息传递给子代； ③ 物理和化学性质稳定； ④ 有遗传变异的能力。;3.1.2 RNA也是遗传物质 1956年美国的两位科学家A.Gierer和G.Schraman发现烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV），其遗传物质是RNA。 1957年美国的Heinz Fraenkel-Conrat和B.Singre用重建实验证实了这一结论。;; 一些病毒采用RNA作为遗传物质。 类病毒只由RNA组成。类病毒，无壳病毒：一种病毒样感染颗粒，含单链、共价闭环RNA，无蛋白质外壳。类病毒结构上与一些内含子近似，可能代表逃逸的内含子。;3.2 核酸的化学组成与共价结构 3.2.1 核酸???化学组成 核酸（ nucleic acid，多核苷酸） ↓ 核苷酸（nucleotide，单核苷酸） ┌─────┴─────┐ ↓ ↓ 磷酸（phosphate） 核苷（nucleoside） ┌─────┴─────┐ ↓ 　 ↓ 　　　　　　戊糖（amyl sugar ）含氮碱基（base）;1.碱基(base);2. 核苷（nucleosides） 戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷。;1’;3.核苷酸（nucleotide acid）;3.2.2 核酸的共价结构 1.DNA的一级结构与功能 DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸的排列顺序，简称为DNA顺序（或序列）。由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同，故可称为碱基顺序。 ;DNA一级结构的表示法;2. RNA的一级结构与功能;3.3 DNA的二级结构(双螺旋模型) Watson Crick建立双螺旋模型主要是受到4个方面的影响： 1、DNA的X射线衍射分析结果； 2、蛋白质的α螺旋模型； 3、氢键理论； 4、1950[英]Chargaff 规则 （当量定律）。;3.3.1 双螺旋模型（double helix model）特征 (1) DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成，形成右手双螺旋。 (2) 两条链反向平行， 即两条链的方向相反。; (3) 糖一磷酸键是在双螺旋的外侧，碱基对与轴线垂直。 (4) 糖与附着在糖上的碱基近于垂直。 (5) 碱基配对时，必须一个是嘌呤，另一个是嘧啶。 (6)