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第三章 核酸化学

第三章 核酸化学. 第一节 概 述 一 . 核酸的发现 二 . 核酸的种类和分布 脱氧核糖核酸 DNA 细胞核的染色体中（真核） 类核结构中（原核） 核糖核酸 RNA 细胞质中 三 . 核酸的主要功能 DNA 是遗传信息的载体 RNA 在蛋白质的合成中起重要作用. 第二节 核酸的组成. 碱 基. 戊 糖. 脱氧核糖 核糖. 核 苷.

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第三章 核酸化学

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Presentation Transcript

  1. 第三章 核酸化学 • 第一节 概 述 • 一.核酸的发现 • 二.核酸的种类和分布 • 脱氧核糖核酸 DNA 细胞核的染色体中（真核） • 类核结构中（原核） • 核糖核酸 RNA 细胞质中 • 三.核酸的主要功能 • DNA是遗传信息的载体 • RNA 在蛋白质的合成中起重要作用

  2. 第二节 核酸的组成

  3. 碱 基

  4. 戊 糖 脱氧核糖 核糖

  5. 核 苷

  6. 核 苷 酸

  7. ATP（三磷酸腺苷）的结构

  8. AMP的结构

  9. dAMP \dADP\dATP

  10. dGTP

  11. 第三节 DNA及其结构 • 一.概述 • 1.DNA的形状 • 2.DNA的碱基组成特点——Chargaff定律 • （1）碱基当量定律：嘌呤碱总量=嘧啶碱总量，即A+G=T+C • (2)不对称比率A+T/G+C因物种（亲缘关系远近）而异

  12. 二.DNA的结构 • 1. DNA的一级结构 • DNA的一级结构是由数量极其庞大的四种脱氧核糖核酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）按一定顺序，通过3´,5´磷酸二酯键连成的直线形或环形分子。 • 脱氧核苷酸的排列顺序 ——核酸中的可变成分（碱基）的排列顺序 • 一级结构的表示方法 • ——线条式/字母式/结构式

  13. DNA结构的表示法

  14. 2.DNA的二级结构 • （1）二级结构的含义 • （2）DNA碱基组成的特点—Chargaff定律 • 碱基当量定律 A+G=T+C • 不对称比率 A+T/G+C • （3）二级结构的典型结构 • —B-DNA(Watson & Crick模型,1953年）

  15. DNA的双螺旋结构

  16. DNA的双螺旋结构

  17. DNA的双螺旋结构

  18. （4）DNA双螺旋结构的多态性

  19. A-DNA B-DNA & H-DNA

  20. B-DNA & Z-DNA

  21. (5) DNA的其它螺旋结构 回文结构 镜像重复 三股螺旋（H-DNA）

  22. 回文结构—DNA序列中以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同的双螺旋结构。即对称轴一侧的片段旋转180°后，与另一侧片段对称重复。 回文结构能形成十字结构和发夹结构

  23. *镜像重复 存在于同一股上的某些DNA区段的反向重复序列。此序列各单股中没有互补序列，不能形成十字型或发夹结构。 AATTCAAGGGAGAAGTATAGAAGAGGGAAGGATC TTAAGTTCCCTCT TCATATCT TCTCCCTTCCTAG

  24. 多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，其序列中有较长的镜像重复时，形成局部三股配对，并互相盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按Watson-Crick方式配对，第三股多聚嘧啶（镜像重复）通过TAT和CGC+配对，而处于双螺旋的大沟中。多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，其序列中有较长的镜像重复时，形成局部三股配对，并互相盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按Watson-Crick方式配对，第三股多聚嘧啶（镜像重复）通过TAT和CGC+配对，而处于双螺旋的大沟中。 *DNA三股螺旋（H-DNA,ts-DNA）

  25. DNA的三股螺旋

  26. DNA的三股螺旋

  27. DNA三螺旋的碱基配对

  28. 3.DNA的三级结构 双螺旋进一步扭曲形成的超螺旋。是一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状DNA形成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状DNA形成的结、超螺旋和连环等

  29. 线状DNA形成的超螺旋

  30. 环状DNA形成的超螺旋

  31. 第四节 RNA的结构 一.RNA的结构 RNA的一级结构是由数量极其庞大的四种核糖核酸（AMP、GMP、CMP、UMP）按一定顺序，通过3´，5´磷酸二酯键连成的线形分子，其表示方法与DNA相同。 RNA的二级结构是短的，不完全螺旋的多核苷酸链。 RNA的三级结构是在茎环结构基础上进一步扭曲折叠而成的复杂结构。

  32. （一）tRNA的结构 • tRNA的一级结构 • 由74~93个（多为76个）核苷酸组成单链 ； • 具有不变的（恒定的）核苷酸:U8 、G18 、 G19 ； • 含较多的修饰核苷酸； • 5ˊ端多为PG , 3ˊ端多为CCAOH 。 • 2.tRNA的二级结构——三叶草结构 • 具有四臂四环， • 3ˊ端为CCAOH 序列 ， 5ˊ端为PG • 3. tRNA的三级结构——倒L形结构

  33. tRNA的三叶草结构

  34. tRNA的三级和二级结构

  35. （二）mRNA的结构

  36. (三）rRNA的结构 rRNA是核糖体的组成成分,其种类和大小用S表示。 30S 16S 原核生物 70S 23S 50S 5S 40S 18S 真核生物 80S 28S 60S 5.8S 5S

  37. rRNA的二级结构

  38. 第五节 核酸的理化性质 一.一般理化性质 1.晶形 DNA为白色纤维状固体；RNA为白色粉末状固体 2.溶解性 均溶于水；不溶于一般有机溶剂，在70%乙醇中 形成沉淀； 在0.14MNacl 和 1~2MNacl中 DNA-蛋白 溶解度低 溶解度高 RNA-蛋白 溶解度高 溶解度低 3.粘度 DNA粘度很大RNA粘度小得多 4.旋光性 均很强 5密度及沉降性 密度：RNA>双链DNA；环状DNA >开环、线状DNA

  39. 5密度及沉降t特性 密度： RNA>双链DNA； 环状DNA >开环、线状DNA 单链DNA >双链DNA 沉降速度： RNA >环状DNA >开环、线状DNA

  40. 二.核酸的紫外吸收 纯DNA OD260/OD280=1.8 纯RNA OD260/OD280=2.0 三.核酸的两性解离 四.核酸的变性、复性 及分子杂交

  41. DNA 的变性和复性

  42. 核酸的分子杂交

  43. 五.核酸的酸解和碱解 RNA

  44. 六.核酸的颜色反应 1.钼蓝反应（核酸中磷酸的反应） Pi + (NH4)3MoO4 + Vc 钼蓝（蓝色） 2.苔黑酚反应（RNA中核糖的反应） RNA + 浓Hcl +苔黑酚 蓝绿色 3.二苯胺反应 DNA + 二苯胺+ 浓H2SO4 蓝色物 100℃、Fecl3 少量冰醋酸

  45. 第六节 核酸蛋白质复合体 一.病毒（核酸在内，蛋白质在外） 二.染色体（核酸在外，蛋白质在内） 三.核糖体（60%的rRNA,40%的蛋白质)

  46. 噬菌体T2结构示意图

  47. TMV病毒颗粒结构示意图

  48. 核小体的结构

  49. 核小体和染色质

  50. 染色质

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