生物化学第四章核酸.pptVIP

第1页，共27页，星期日，2025年，2月5日因此，最重要的生物大分子是DNA、RNA和蛋白质，由生物大分子和有关生物分子与无机分子或离子共同构成生物机体不同层次的结构。生物大分子之间以及与其他分子之间的相互作用决定了一切生命活动。所有生物细胞都含有核糖核酸和脱氧核糖核酸。DNA主要集中在细胞核中。线粒体、叶绿素也含有DNA。RNA主要分布在细胞质中。但是对于病毒来说，要么只含DNA，要么只含RNA。还没有发现既含DNA有含RNA的病毒。因此可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒。第2页，共27页，星期日，2025年，2月5日由于核酸的结构与功能比较复杂，分子很不稳定，在4类生物大分子中，它的研究开始最晚。现代生物化学建立于18世纪下半叶，“蛋白质”一词出现于1838年。“核酸”一词的出现晚半个世纪。然而对它的研究却改变了整个生命科学的面貌，并由此诞生了分子生物学这一当今发展最迅速、最有活力的学科。核酸的生物学作用是在发现核酸以后70多年才被证实的。1944年Avery等完成了著名的肺炎球菌转化试验，证明了使遗传性发生改变的转化因子是DNA。第3页，共27页，星期日，2025年，2月5日1953年DNA双螺旋结构模型的提出，被认为是20世纪自然科学中的重大突破之一。它揭开了分子生物学研究的序幕，为分子遗传学的研究奠定了基础。70年代初建立起来的DNA重组技术是生命科学发展的又一重大突破，基因工程诞生了。基因工程技术又大推动了分子生物学和分子遗传学等学科的发展。第4页，共27页，星期日，2025年，2月5日第一节核酸的结构核酸（nucleicacid）是一种多聚核苷酸，它的基本结构单位是核苷酸（nucleotide）。而核苷酸又由碱基、戊糖与磷酸组成。核酸中的戊糖分两类：D-核糖和D-2-核糖。核酸的分类就是根据所含戊糖的种类不同而分为核糖核酸和脱氧核糖核酸。第5页，共27页，星期日，2025年，2月5日两类核酸的基本化学组成第6页，共27页，星期日，2025年，2月5日一、核苷酸碱基核酸中的碱基分为两类:嘌呤碱和嘧啶碱。（1）嘧啶碱核酸中常见的嘧啶碱有三种：胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶。第7页，共27页，星期日，2025年，2月5日其中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，但是tRNA中也有少量存在。尿嘧啶只存在于RNA中。植物DNA中，有相当量的5-甲基胞嘧啶。一些大肠杆菌噬菌体DNA中，5-羟甲基胞嘧啶代替了胞嘧啶。（2）嘌呤碱核酸中常见的嘌呤碱有两类：腺嘌呤和鸟嘌呤。第8页，共27页，星期日，2025年，2月5日应用x光衍射分析法已证明了各种嘌呤和嘧啶的三维空间结构。嘌呤和嘧啶环很接近平面，但稍有挠折。自然界存在许多重要的嘌呤衍生物。一些生物碱，如茶叶碱（1，3-二甲基黄嘌呤）、可可碱（3，7-二甲基黄呤）、咖啡碱（1，3，7-三甲基黄嘌呤）等都是黄嘌呤（2，6-二羟嘌呤）的衍生物。有些植物激素如玉米素、激动素等也是嘌呤类衍生物。此外，还有些抗生素物质也是嘌呤类衍生物。（3）稀有碱基核酸中还有一些含量很少的碱基，称为稀有碱基，大多是甲基化碱基。第9页，共27页，星期日，2025年，2月5日2.核苷核苷是一种糖苷，由戊糖和碱基缩合而成。糖与碱基之间以糖苷键相连接，糖与碱基之间的连键是N-C键，一般称之为N-糖苷键。核苷分为核糖核苷和脱氧核糖核苷，命名时先碱基名称，糖环中的碳原子标号上加“‘”。第10页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.核苷酸核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，就形成核苷酸。因此核苷酸就是核苷的磷酸酯。核苷酸分成核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。第11页，共27页，星期日，2025年，2月5日核糖核苷的糖环上有3个自由羟基，能形成3种不同的核苷酸：2′-核糖核苷酸，3′-核糖核苷酸和5′-核糖核苷酸。脱氧核糖的糖环上只有两个自由羟基，所以只能形成两种核苷酸：3′-脱氧核糖核苷酸和5′-脱氧核糖核苷酸。生物体内游离存在核苷酸多是5′-核苷酸，用碱水解RNA时，可得到2′-与3′-核糖核苷酸的混合物。细胞内有一些游离存在的多磷酸核苷酸，它们是核酸合成的前体、重要的辅酶和能量载体。第12页，共27页，星期日，2025年，2月5日二、核酸的共价结构核酸是由核苷酸聚合而成的