核酸的结构与功能PPT2.pptx

核酸的结构与功能核酸 (nucleic acid): 单核苷酸为基本单位组成的生物大分子。是生物遗传的物质基础。 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） mRNAtRNA rRNA核酸第一节核酸的化学组成和一级结构The Chemical Component of Nucleic Acid核酸的化学组成 1. 元素组成C、H、O、N、P（9~10%）2. 分子组成—— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱—— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖—— 磷酸(phosphate)腺嘌呤(adenine, A)鸟嘌呤(guanine, G)碱 基嘌呤(purine) 尿嘧啶(uracil, U)胸腺嘧啶(thymine, T)胞嘧啶(cytosine, C)嘧啶(pyrimidine)5′1′4′3′2′核糖(ribose)脱氧核糖(deoxyribose)（构成DNA）（构成RNA）戊 糖1. 核苷(ribonucleoside)的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。11′一、核苷酸的结构核苷：AR, GR, UR, CR脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR2. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 体内重要的游离核苷酸及其衍生物cAMPADPAMPATPNADP+NAD+ 多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP 环化核苷酸: cAMP，cGMP含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP5′端CAG3′端二、核酸的一级结构定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。5′端3′端C核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。AGA C G G T T 5? P P PPPPOH 3? 书写方法5? pApCpTpGpCpT-OH 3? 5? A C T G C T 3? 第二节DNA的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNAAveryDNA双螺旋结构的研究背景 20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是遗传物质，而不是DNA1944年Avery等利用从致病肺炎球菌中提取的DNA使另一种非致病性（无夹膜 ）肺炎球菌的遗传性状改变而成为致病菌（有夹膜 ） ，证实了遗传物质是DNA而不是蛋白质 Linus PaulingDNA双螺旋结构的研究背景 1951年， Pauling利用X线晶体衍射技术研究α角蛋白的空间结构，发现了蛋白质的α螺旋结构 α螺旋结构理论首次用分子形成螺旋这种方式解释生物大分子的空间结构 α螺旋结构的提出对DNA二级结构的发现也起了很重要的启发作用 ChargaffDNA双螺旋结构的研究背景 1952年， Chargaff等科学家采用层析和紫外吸收光谱分析等技术发现了DNA碱基的组成规律（Chargaff定律） Chargaff定律腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等（即 A=T），鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数也相等（即 G=C） 来自不同种属的DNA的4种碱基组成不同 同一种属不同组织的DNA样品具有相同的碱基组成，即碱基组成没有组织和器官的特异性 这一定律揭示了DNA分子碱基之间存在A与T，G与C的互补配对关系 DNA双螺旋结构的研究背景 1953年， Franklin获得高质量的DNA X射线衍射图谱 DNA双螺旋结构的研究背景 1953年， Wilkins发表了DNA X射线衍射的分析数据 Watson CrickDNA双螺旋结构的研究背景 综合了前人的研究成果，Watson和 Crick提出了DNA分子的双螺旋结构模型 ，并于1953年4月在英国《Nature》杂志上发表 一、 DNA的二级结构——双螺旋结构 碱基组成分析Chargaff 规则：[A] = [T] [G] = [C] 碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理 DNA纤维的X-线衍射图谱分析 （一）DNA双螺旋结构提出的依据（二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）DNA分子是反向平行的互补双链结构，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕公共轴盘旋。螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟相间。（二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）碱基垂直螺旋轴在内侧，与对侧碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T; G?C） 。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。碱基互补配对 CGAT