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第 三 章 核 酸

第 三 章 核 酸. 核酸. 第一节 概 述. DNA 脱氧核糖核酸 RNA 核糖核酸. RNA 分类. 信使 RNA(mRNA) ：蛋白质合成的直接模板 --- 最大 ； 转运 RNA(tRNA) ：转运氨基酸的工具 --- 最小 ； 核糖体 RNA(rRNA) ：与蛋白质构成核糖体 --- 最多 ； 不均一核 RNA （ hnRNA ）： mRNA 前体； 核小 RNA （ snRNA ）：促进 mRNA 成熟。. DNA RNA 核（ % ） 98 <10 浆（ % ） 2 >90.

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第 三 章 核 酸

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  1. 第 三 章 核 酸

  2. 核酸 第一节概述 DNA 脱氧核糖核酸 RNA 核糖核酸

  3. RNA 分类 • 信使RNA(mRNA)：蛋白质合成的直接模板---最大； • 转运RNA(tRNA) ：转运氨基酸的工具---最小； • 核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体---最多； • 不均一核RNA（hnRNA）：mRNA前体； • 核小RNA（snRNA）：促进mRNA成熟。

  4. DNA RNA 核（%） 98 <10 浆（%） 2 >90 核 酸 的 分 布 核酸含量：DNA含量恒定 RNA含量与细胞生长状态有关

  5. 第二节 核酸的化学组成

  6. 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 尿嘧啶 U 1、碱基 DNA/RNA DNA/RNA DNA/RNA DNA RNA 嘌呤碱 嘧啶碱

  7. 腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G) 碱 基 嘌呤(purine)

  8. 尿嘧啶(uracil, U) 胸腺嘧啶(thymine, T) 胞嘧啶(cytosine, C) 嘧啶(pyrimidine)

  9. 2.戊 糖 核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA） （构成RNA）

  10. 3、核苷 碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷(nucleoside)（或脱氧核苷）。

  11. 4、核苷酸 核苷（脱氧核苷）和磷酸以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

  12. 5、细胞中游离的核苷酸及其衍生物 腺苷酸及其多磷酸化合物

  13. 环化核苷酸: cAMP，cGMP 参与细胞代谢调节

  14. 辅酶类核苷酸 • 辅酶Ⅰ：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NAD+ • 辅酶Ⅱ：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，NADP+ • 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) • 辅酶A（CoA） • NAD+及 FAD是生物氧化体系的重要组成成分，在传递氢原子或电子中有着重要作用。CoA作为有些酶的辅酶成分,参与糖有氧氧化及脂肪酸氧化作用。

  15. 第二节脱氧核糖核酸 一、DNA的一级结构 DNA的一级结构是由四种脱氧核糖核苷酸，即dAMP、 dTMP 、dCMP 、dGMP ，通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。

  16. 5´端 3´端 C 核苷酸之间以3 , 5  -磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。 A G

  17. A C T G C T P P P P P P 5 ´ OH 3´ 5 ´ pApCpTpGpCpT-OH 3´ 5´ A C T G C T 3 ´ DNA的书写方式

  18. 二、DNA的二级结构－双螺旋结构

  19. （一）DNA双螺旋结构的研究背景 （1）Chargaff 规则（20世纪40~50年代） 不同物种的DNA碱基组成不同； 同一生物体的不同组织的DNA的碱基组成相同； [A]=[T]，[G]=[C]，[A]+[G]=[T]+[C] （2）Wilkins 和Franklin的高质量的X-衍射图

  20. （二） DNA双螺旋结构模型要点 1. 两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右手双螺旋 (double helix)。螺旋直径2nm，表面有大沟和小沟。

  21. 2. 磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋外侧，碱基垂直于螺旋轴而伸入内侧。每圈螺旋含10个碱基对 ，螺距为3.4nm。碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行。

  22. 3. 两条链通过碱基间的氢键相连，A对T有两个氢键，C对G有三个氢键，这种A-T、C-G配对的规律，称为碱基互补规则。 4. 维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵向为碱基间的堆积力。

  23. 碱基互补配对 C G A T

  24. （三）DNA双螺旋结构的多样性 • Z-DNA：存在与CGCGCGCG结晶体结构中。 • 结构特征：左手螺旋、螺旋直径1.8nm、螺距4.5nm、12碱基/周、核酸链骨架呈Z字型。 • Z型DNA常存在于基因的调控区域。 • A-DNA：脱水条件下DNA双螺旋及生理条件下的RNA双螺旋和DNA-RNA杂合双螺旋中。 • 结构特征：右手双螺旋、螺旋直径2.6nm、螺距2.5nm，11个碱基/周。 Z型DNA A型DNA B型DNA

  25. 三链DNA（triple helix DNA） 是在Watson-Crick双螺旋基础上形成的，其中大沟中容纳第三条链形成三股螺旋。 在三螺旋DNA中三个碱基配对（Hoogsteen base pairing）形成三碱基体:T-A-T ，C-G-C。

  26. （四）与DNA碱基顺序相关的特殊二级结构 (1).回文序列：是指DNA某一片段旋转180.后,顺序不变的序列

  27. 发夹结构

  28. 十字型结构

  29. (2)镜象重复 是指DNA某一片段在一条链上出现颠倒重复的序列。

  30. （五）原核生物DNA的高级结构

  31. （六）DNA在真核生物细胞核内的组装 真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。 • 核小体的组成 • DNA：约146bp • 组蛋白：H1 • H2A，H2B • H3 • H4

  32. 串珠状核小体结构

  33. DNA双螺旋片段 串珠状核小体 染色质纤维 伸展形染色质片段 密集形染色质片段 整个染色体

  34. OH 5´ 3´ OH OH 第三节核糖核酸

  35. RNA和DNA有三点不同之处。 第一，RNA骨架含有核糖而不是2’－脱氧核糖。 第二，DNA中的胸腺嘧啶被RNA中的尿嘧啶取代，尿嘧啶有着和胸腺嘧啶相同的单环结构，但是缺少5’甲基基团。 第三，RNA通常以单链形式存在。

  36. 一、tRNA ⑴分子量在25kd左右，由73~88个核苷酸组成，沉降系数在4S左右 ⑵ 碱基组成中有较多的稀有碱基 ⑶ 3′末端都为-P-C-C-AOH，用来接受活化的氨基酸

  37. (4) 5′-末端大多为PG-，也有PC-的 。 (5) tRNA的二级结构都呈三叶草形 。三叶草结构由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码子环、 TψC环和额外环。

  38. 6.tRNA三级结构的形状象一个倒写的L字母

  39. 二、mRNA 1. 原核生物的mRNA是多顺反子，真核生物的mRNA是单顺反子。 顺反子：是决定一条多肽链的完整的功能单位

  40. 顺反子 顺反子 顺反子 5´ 3´ 插入顺序 插入顺序 先导区 末端顺序 原核细胞mRNA的结构特点

  41. AAAAAAA-OH 顺反子 5´“帽子” PolyA3´ 2. 大多数真核细胞mRNA在3’-末端有一段多聚腺苷酸（polyA），5，-末端还有一个帽子结构。 m7G-5´ppp-N-3 ´ p

  42. 三、rRNA

  43. 第四节 核酸的理化性质 一、 UV吸收 二、核酸的两性解离性质 三、DNA的变性、复性与分子杂交

  44. 核酸在波长260nm的紫外光下有最大光吸收 一、 UV吸收 DNA的紫外吸收光谱 1.天然DNA 2.变性DNA 3.核苷酸总吸收值

  45. OD260的应用 • 1. DNA或RNA的定量 • OD260=1.0相当于 • 50 g/ml双链DNA • 40 g/ml单链DNA（或RNA） • 20 g/ml寡核苷酸 • 2.判断核酸样品的纯度 • DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 • RNA纯品: OD260/OD280 = 2.0

  46. 二、核酸的两性解离性质及等电点 当核酸分子的酸性解离和碱性解离程度相等，所带的正电荷与负电荷相等，即成为两性离子，此时核酸溶液的pH就称为等电点。 核酸溶液在等电点时溶解度最小

  47. 核酸电泳 琼脂糖凝胶电泳

  48. 三、核酸的变性与复性 （一）、DNA的变性 变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链的无规则线团，使核酸的某些理化性质改变，并不涉及共价键的断裂。 核酸变性的因素：加热、极端的pH、有机溶剂、尿素等。

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