江南大学801生物化学课件总结3----核酸化学.docVIP

第四章 核酸化学 ※ 核苷酸是生物小分子，在细胞代谢过程中起重要作用 ⑴ 代谢转换中的能量货币 ⑵ 化学信号的传递者 ⑶ 酶的辅助因子及代谢中间体 ⑷ 核酸的组成单位 ※ 核酸是生物大分子，是生物遗传信息的载体 脱氧核糖核酸DNA：储存生物信息 核酸 核糖体rRNA：负责蛋白质的合成 核糖核酸RNA 信使mRNA：指导蛋白质的合成(模板) 转移tRNA：负责氨基酸的转运 第一节 概述一、核酸的发现和早期研究 ① Miescher：细胞核化学的创始人和DNA的发现者，1868年分离得到了细胞核和DNA（核素）。 ② Altmann：1871年分离出类似物质，1889年给出了核酸的名称。 ③ Kossel和Neuman：提出了分离胸腺核酸的方法。 ④ Levene和Jacobs：鉴定出核酸中的D-核糖（1909）和2-脱氧-D核糖。 ⑤ Avery：1944年研究了肺炎球菌转化实验，揭示了核酸的生物功能。 二、DNA双螺旋模型的建立1、早期分子生物学研究的三大学派 ⑴ 结构学派：以英国物理学家Astbury和Bernal为代表，认为用X射线和结晶学技术研究生物大分子的结构，是 解决生物学问题的根本途径。提出“分子生物学”，研究生物分子的三维结构、研究它们的起源和 功能问题是当代分子生物学的主旨。 ⑵ 信息学派：以物理学家Delbrück与微生物学家Luria为代表，认为生物学研究的真正问题应该是信息传递问题， 包括信息如何被编码、如何保持其稳定性、偶然的变异如何产生。 ⑶ 生化遗传学派：包括一批用生物化学方法从事遗传学研究的科学家，试图阐明基因是如何行使功能而控制特定 性状的。 2、DNA双螺旋结构模型的提出 ① 时间：1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型。 ② 主要依据： ⑴ 已知的核酸化学结构知识。 ⑵ Chargaff发现的碱基的组成规律。 ⑶ Wilkins和Franklin得到的DNA X射线衍射分析结果。 ⑷ Astbury对DNA X射线衍射图的研究。 ⑸ Pauling提出的蛋白质α螺旋结构。 3、双螺旋结构模型的意义 ① 说明了基因的结构、信息和功能三者之间的关系。 ② 三个学派得到统一，推动了分子生物学研究的迅猛发展：操纵子学说提出、核酸序列测定。 §注：1958年，Crick提出“中心法则”。 三、生物技术的兴起及人类基因组计划 ※ DNA重组技术（分子生物学的第二次革命） ① DNA切割技术：DNA限制性内切酶 ② 分子克隆：工具酶（限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、逆转录酶） ③ 快速测序：酶法测序、化学测序技术 ※ 基因工程/遗传工程：利用DNA重组技术，对基因进行分子施工，改造基因，从而改变生物体的性状特征。 ※ 在DNA重组技术的带动下发展出生物技术、生物工程。 ※ 人类基因组计划：随后进入后基因组时代，产生了功能基因组学、蛋白质组学、转录组学等学科。 四、核酸的类别、分布和功能1、核酸的类别与分布 ⑴ 脱氧核糖核酸DNA ① 原核生物：集中在核区。含有染色体DNA和质粒DNA，为环状双链DNA。 ② 真核生物：分布在细胞核(组成染色质),线粒体,叶绿体中。含有染色体DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA， 染色体DNA是线形双链DNA，线粒体DNA和叶绿体DNA是环状双链DNA。 ③ 病毒：只含有DNA或RNA，被外壳蛋白包裹。 ⑵ 核糖核酸RNA ① tRNA占80%以上；rRNA占15％左右；mRNA占5%左右。 ② 病毒RNA ③ 其他RNA 2、核酸的生物学功能 ① DNA是主要的遗传物质 ② RNA参与蛋白质的生物合成 3、应用 ① 在食品方面：强力助鲜剂，如肌苷酸和鸟苷酸。 ② 在医药方面：ATP、CoA、基因疫苗、基因治疗等。 ③ 工业生产：催化剂。 第二节 核酸的化学组成 ※ 定义：核酸是由C、H、O、N、P组成的一类重要的生物大分子。 一、碱基 1、正常碱基 嘌啉碱基 Purines 腺嘌啉A(DNA/RNA)：Adenine=6-amino purine； 鸟嘌啉G(DNA/RNA)：Guanine=2-amino-6-ox