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第三章 核酸的结构与 功能 Nucleic Acid structure and Function

第三章 核酸的结构与 功能 Nucleic Acid structure and Function. 什么是核酸?. 核酸是遗传信息物质. 核酸的结构与功能. nucleic acid. RNA(ribonucleic acid). DNA(deoxyribonucleic acid). DNA（deoxyribonucleic acid) RNA(ribonucleic acid). 核酸研究的历史. 1869年，瑞士科学家 Miescher 在外科绷带上得到一种含磷酸很高的酸性化合物。 因 存在 于 核 中， 故命名为“ 核质” ( nuclein) 。

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第三章 核酸的结构与 功能 Nucleic Acid structure and Function

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Presentation Transcript

  1. 第三章核酸的结构与功能Nucleic Acid structure and Function

  2. 什么是核酸? 核酸是遗传信息物质

  3. 核酸的结构与功能 nucleic acid RNA(ribonucleic acid) DNA(deoxyribonucleic acid)

  4. DNA（deoxyribonucleic acid) • RNA(ribonucleic acid)

  5. 核酸研究的历史 • 1869年，瑞士科学家Miescher在外科绷带上得到一种含磷酸很高的酸性化合物。 因 存在 于 核 中， 故命名为“核质” (nuclein)。 • 1889年，Altmann制备了不含蛋白质的核酸制品，首先使用了核酸(nucleicacid)这个名称。

  6. 核酸研究的历史 • 1928－1932年，确立了核酸在生命现象中的地位。 • 1944年，转化作用的发现，证实： 核酸  遗传物质 • 1953年，Waston和Crick建立了双螺旋模型，这是核酸发展史上的重要里程碑。

  7. 核酸研究的历史 • 早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一种成分，后逐步证明核酸中含有戊糖，磷酸和碱基，是一种线状聚合物。

  8. DNA is the carrier of genetic information

  9. 核 苷 酸 的 结 构 酯键 糖苷键 左 边 是 电 脑 模 型 ， 右 边 是 简 化 的 表 示 法

  10. Ribose and Deoxyribose

  11. 第一节核酸的化学组成

  12. 第一节 核酸的化学组成 碱基 水解 完全水解 核酸 单核苷酸 戊糖   磷酸

  13. deoxyribonucleotide ribonucleotide deoxyribonucleoside ribonucleoside deoxyribose ribose 核酸的化学组成 DNARNA Nucleic acid  nucleotide  phosphate +nucleoside  base + pentose  purine 、pyrimidine

  14. The structure of base 核酸中的碱基是含氮杂环化合物： 嘌呤 嘧碇

  15. 碱基的互变异构 • 酮式－烯醇 C=O C-OH N N • 氨基－亚氨基 C-NH2 C=NH2 + +HN HN • 受介质pH影响

  16. 碱基的共轭双键 • 260nm波长的紫外吸收强。 • 核酸测定的基础。

  17. Ribose and Deoxyribose

  18. pentose

  19. 核苷是碱基与戊糖以糖苷键相连接形成的化合物：核苷是碱基与戊糖以糖苷键相连接形成的化合物： 核苷

  20. 核苷酸 核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键相连接分别构成 核苷酸或脱氧核苷酸 按组成分类： 含有1个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸（NMP），如CMP 含有2个磷酸基团的核苷酸称为核苷二磷酸（NDP），如GDP 含有3个磷酸基团的核苷酸称为核苷三磷酸（NTP），如ATP

  21. 核苷酸 • 许多单核苷酸在体内具有许多重要的生理功能 • ATP是体内能量的直接来源和利用形式。 • 腺苷酸是NAD＋、FAD、辅酶A等的组成成分。 • cAMP与cGMP是细胞内信号转导过程中重要的调节因子。

  22. 核苷酸的连接方式 AMP Adenosine ADP ATP

  23. 第二节核酸的一级结构

  24. 核苷酸的连接 (连接酶)

  25. DNA的一级结构 DNA的一级结构是通过3’,5’-磷酸二酯键构成一个没有分支的线性大分子，其两个末端分别是5’-末端（游离磷酸基）和3’-末端（游离羟基）。是指DNA分子中核苷酸的排列顺序。 由于脱氧核苷酸之间的差别仅是其碱基的不同，所以DNA分子碱基的排列顺序就代表了核苷酸的排列顺序。

  26. 5’ DNA的一级结构 3’

  27. 核酸的书写方法 • 5’：左侧（上） 3’：右侧（下） • AUGGC和AGUGC的碱基组成相同，但表示二段不同的核酸序列。

  28. 第三节 DNA的空间结构与功能

  29. Chargaff 规则 • 腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等， 即： A=T，G=C • 不同生物种属的DNA,其碱基组成不同 • 同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。 • 提示： A与T，G与C之间可能以互补的方式存在。

  30. DNA的双螺旋结构

  31. DNA的双螺旋结构 • DNA分子由两条脱氧核糖核酸作骨架的双链组成，以右手螺旋方式盘旋 • 糖－磷酸骨架均位于外侧，碱基在内侧碱基平面之间距离为0.34nm。螺旋一周为10碱基对，螺距为3.4nm。 • 双螺旋的两条链是反方向平行的。 • 碱基配对：G = C A = T。 • 稳定力：互补碱基之间的氢键 疏水性堆积力-碱基堆积力 B型-DNA

  32. DNA的三级结构 • 原核生物和真核生物线粒体、叶绿体中的DNA是共价封闭的环状双螺旋，再形成超螺旋。 环状双螺旋 超螺旋

  33. DNA的三级结构 • 真核生物中DNA的三级结构与蛋白质有关。 • 和DNA结合的蛋白质有组蛋白和非组蛋白。 • 组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两个分子形成八聚体，被两圈140-145碱基对的DNA所围绕。形成核小体。 • H1位于核小体之间的连接区，组成串珠状结构。

  34. DNA的三级结构 核小体

  35. DNA的功能 • 基因：就是DNA大分子的一个片段，有复制、转录等主要功能，是生物遗传繁殖的物质基础。 • DNA的功能：作为生物遗传信息复制的模版和基因转录的模版。 • 一个生物体的全部基因序列称为基因组。

  36. DNA功能是储存遗传信息，保证每一种生物机体合成它们独特的蛋白质和RNA，使机体按一定时间和空间顺序来合成细胞成分。DNA功能是储存遗传信息，保证每一种生物机体合成它们独特的蛋白质和RNA，使机体按一定时间和空间顺序来合成细胞成分。 • DNA is the storehouse,or cellular library that contains the information required to build a cell or organism.

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