1、2006-9,第五章 核酸化学,1,导 学,掌握核酸的分子组成和一级结构概念；DNA双螺旋碱基配对规则；维持双螺旋结构稳定的主要因素。熟悉核酸的理化性质和各类RNA的结构特点了解DNA双螺旋模型要点和三级结构。,2006-9,第五章 核酸化学,2,教学内容,第一节 核苷酸的组成与结构第二节 核酸的分子结构第三节 核酸的理化性质,2006-9,第五章 核酸化学,3,DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）,mRNA（信使RNA）tRNA（转运RNA）rRNA（核糖体RNA）,核酸,2006-9,第五章 核酸化学,4,第一节 核苷酸的组成与结构,核酸的基本组成单位：核苷酸主要组成元素：C、H、O、
2、N、PP平均含量：9%10%,2006-9,第五章 核酸化学,5,一、核苷酸的组成,核酸核苷酸,2006-9,第五章 核酸化学,6,（一）戊糖,RNA DNA,2006-9,第五章 核酸化学,7,二、碱基,腺嘌呤 (adenine, A) 鸟嘌呤 (guanine, G) 胞嘧啶 (cytosine, C)胸腺嘧啶(thymine,T) 尿嘧啶 (uracil,U),嘌呤(purine),嘧啶(pyrimidine),2006-9,第五章 核酸化学,8,腺嘌呤（A）（6-氨基嘌呤）,鸟嘌呤（G）（2-氨基-6-氧嘌呤）,嘌呤,2006-9,第五章 核酸化学,9,嘧啶,胞嘧啶（C）（2-氧 ,4
3、-氨基嘧啶）,胸腺嘧啶（T）（5-甲基尿嘧啶）,尿嘧啶（U） （2，4-二氧嘧啶）,2006-9,第五章 核酸化学,10,（三）磷 酸,2006-9,第五章 核酸化学,11,RNA和DNA组成,A G C U,A G C T,D-核糖,D-2-脱氧核糖,磷酸,磷酸,胞质,胞核,2006-9,第五章 核酸化学,12,二、核苷酸的结构,（一）核苷与脱氧核苷（碱基+戊糖）,2006-9,第五章 核酸化学,13,（二）核苷酸和脱氧核苷酸（核苷 + 磷酸）,碱基 |磷酸 戊糖,磷酸通常连在戊糖的第5位碳原子上,2006-9,第五章 核酸化学,14,核苷酸或脱氧核苷酸,2006-9,第五章 核酸化学,15
4、,（三）二磷酸或三磷酸核苷,2006-9,第五章 核酸化学,16,cAMP cGMP,第五章 核酸化学,17,第四节 核酸的结构,2006-9,第五章 核酸化学,18,一、3，5-磷酸二酯键和多聚核苷酸链,单核苷酸之间的连接键：3, 5 -磷酸二酯键 核酸链的二个游离末端: 5磷酸基末端 3羟基末端书写方向： 5 3,（一）核酸的连接方式,2006-9,第五章 核酸化学,19,核酸的连接方式,5磷酸基末端,3羟基末端,3, 5 -磷酸二酯键,2006-9,第五章 核酸化学,20,5 p G pC pA pT pT-OH 3,5 G C A T T 3 ,OH,5 ,3,P,P,P,P,P,G
5、C A T T,G C A T T,（二）核酸的表示简式,2006-9,第五章 核酸化学,21,二、 DNA的分子结构,（一）DNA的一级结构 由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种脱氧核苷酸通过3，5-磷酸二酯键按一定顺序排列而成的高分子化合物。即：DNA分子中脱氧核苷酸残基的排列顺序,2006-9,第五章 核酸化学,22,（二）DNA的二级结构,1、DNA的碱基组成规律Chargaff 规则,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,2006-9,第五章 核酸化学,23,DNA 的碱基配对,2006-9,第五章 核酸化
6、学,24,2、DNA的二级结构双螺旋结构,1953年，Watson和Crick提出双螺旋结构模型,2006-9,第五章 核酸化学,25,2006-9,第五章 核酸化学,26,DNA双螺旋结构特点,反向平行，右手螺旋碱基在螺旋内侧，磷酸核糖的骨架在外侧直径2nm，螺距3.4nm，10碱基对/圈A=T，GC稳定双螺旋：氢键（横向） 碱基堆砌力（纵向）,2006-9,第五章 核酸化学,27,（三）DNA的三级结构,DNA在二级结构基础上双螺旋进一步扭曲或盘绕形成更加复杂的超螺旋结构,2006-9,第五章 核酸化学,28,真核生物：DNA分子多层次压缩包装,2006-9,第五章 核酸化学,29,真核生
7、物DNA中基因的排布特点,生物体的遗传特征主要由DNA决定，细胞内每一种蛋白质的氨基酸序列以及每一种RNA的核苷酸序列都是由DNA的核苷酸序列编码的基因(gene)：是编码有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列基因组：一个细胞或病毒携带的全部遗传信息， 或整套基因,2006-9,第五章 核酸化学,30,三、RNA的种类和分子结构,四种核糖核苷酸通过3，5-磷酸二酯键连接而成的多聚核糖核苷酸链RNA一级结构三类：mRNA、tRNA、rRNA,2006-9,第五章 核酸化学,31,（一）tRNA,功能：多肽链合成中选择性转运氨基酸1、tRNA的一级结构单链分子含有稀有碱基，3/末端为CC
8、A-OH结构（连接 氨基酸部位）,2006-9,第五章 核酸化学,32,2.tRNA的二级结构,三叶草型,2006-9,第五章 核酸化学,33,tRNA二级结构特点： 4个局部螺旋区和4个环氨基酸接受臂：3/末端为-CCA-OH，连接AADHU环反密码环（与mRNA的密码子互补配对）TC环可变环（tRNA分类的依据）,2006-9,第五章 核酸化学,34,3、tRNA的三级结构,连接氨基酸,与密码子配对,2006-9,第五章 核酸化学,35,（二）mRNA,m7Gppp AUG GUG UAA AAA An,5,3,5 帽子结构 密码子 3 多聚A尾,1、结构：,2006-9,第五章 核酸化学
9、,36,mRNA的5帽子结构m7GpppN,2006-9,第五章 核酸化学,37,“帽子结构”的作用： 防止mRNA被降解 蛋白质生物合成时被起始因子识别的标志Poly A的作用：引导mRNA由胞核转移到胞质,2006-9,第五章 核酸化学,38,2、功能：蛋白质生物合成的膜板mRNA分子中每三个相邻的碱基代表1个氨基酸密码子,2006-9,第五章 核酸化学,39,功能：与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成场所结构：核蛋白体有大、小两个亚基组成,（三）rRNA,2006-9,第五章 核酸化学,40,70S,80S,50S,30S,60S,40S,31 proteins23S RNA5S
10、RNA,21 proteins16S RNA,49 proteins28S RNA5.8S RNA,33 proteins18S RNA,原核,真核,大亚基小亚基,大亚基小亚基,2006-9,第五章 核酸化学,41,（四）其他小分子RNA,核内小RNA（snRNA）胞质小RNA（scRNA）小片段干扰RNA（siRNA）催化性小RNA（small catalytic RNA）核酶：具有催化活性的RNA,2006-9,第五章 核酸化学,42,第三节 核酸的理化性质,一、核酸的紫外吸收 最大吸收峰 ：260nm,2006-9,第五章 核酸化学,43,二、变性与复性,1.核酸的变性：在某些理化因素作
11、用下（温度、酸碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补双链之间氢键断裂，使双螺旋结构松散变成单链的过程。2.核酸的复性：又称退火，变性核酸在一定条件下如温度逐步恢复到生理范围内，两条互补链重新恢复天然的双螺旋构象。,2006-9,第五章 核酸化学,44,核酸的变性 核酸的复性,2006-9,第五章 核酸化学,45,增色效应：核酸在变性过程中260nm波长吸收值（ A260 ）增加减色效应：核酸在复性过程中260nm波长吸收值（ A260 ）减小,2006-9,第五章 核酸化学,46,DNA加热,50%DNA发生变性,此时的温度熔点 Tm,2006-9,第五章 核酸化学,47,三、 核酸分子杂交,退火,不同来源的核酸经变性和复性的过程，其中一些局部碱基互补片段在复性时形成杂化双链，此过程称分子杂交。,加热,2006-9,第五章 核酸化学,48,分子探针:带有某种标记物的分子，如核苷酸链片段,退火,加热,
