哈尔滨医科大学《生物化学》第二章核酸的结构与功能.pptVIP

第二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。 一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位 二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子 一个脱氧核苷酸3?的羟基与另一个核苷酸5?的磷酸基团缩合形成磷酸二酯键。 多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸，即DNA链。 四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序 核酸分子的大小常用碱基(base或kilobase,)数目来表示。 小的核酸片段(50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。 RNA由一条多核苷酸链组成，可形成局部双螺旋二级结构和三级结构 RNA比DNA小的多 RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性 第五节 核酸酶 Nuclease 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。 三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链 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与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。 核酸分子杂交(hybridization) DNA-DNA 杂交双链分子 变性 复性 不同来源的DNA分子 三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链 核酸分子杂交(hybridization) 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶 依据底物不同分类 DNA酶：专一降解DNA RNA酶：专一降解RNA 依据切割部位不同 核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。 核酸外切酶：水解位于核酸分子链末端的磷酸二酯键。5′→3′或3′→5′核酸外切酶。 DNA染色质呈现出的串珠样结构。 染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。 DNA染色质的电镜图像 核小体的组成 DNA和组蛋白组成 核心颗粒: 组蛋白八聚体、DNA盘绕1.75圈 连接区: DNA、组蛋白H1 6个核小体盘绕成螺线管 三、DNA是遗传信息的物质基础 DNA的基本功能是以基因的形式储存、传递、表达遗传信息。 基因（gene)是指DNA中的特定区段中的核苷酸排列顺序。 第三节 RNA的结构与功能 Structure and Function of RNA RNA的种类、分布、功能 hnRNA mRNA 内含子 （intron） 外显子 （exon） 信使RNA(messenger RNA, mRNA)成熟过程 不均一核RNA(hnRNA) hnRNA经过剪切后成为成熟的mRNA。 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 由编码区和非编码区构成。 5?-末端的帽子(cap)、3?-末端的多聚A尾(poly-A tail) 。 成熟的真核生物mRNA 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 （一）编码区 AUG被称为起始密码子；UAA、UAG、UGA称为终止密码子。 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) 。 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 。 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 （二）5?-帽结构:7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷（m7GpppNm） 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 OCH3 碱基 （二）3 ?多聚腺苷酸尾 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 一、mRNA是蛋白质合成中的模板 帽子结构和多聚A尾的功能 维系mRNA的稳定性 由核内向胞质转位 翻译起始的调控 二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体 （一）tRNA中含有多种稀有碱基 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。 （二）tRNA具有茎环结构 氨基酸臂 DHU环 反密码环 TψC环 附加叉 二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体 tRNA的二级结构——三叶草形 氨基酸臂 5’ 3’ （二）tRNA具有茎环