1、第2章 核酸的化学,导言,如果说光线缔造了五彩缤纷的世界，那么核酸则 造就了种属纷繁、千奇万变的生物界。核酸在生物体的 生命活动中具有重要的生物学意义，它是生物体遗传的 物质基础。对核酸的研究，是现代生物学和生命科学的 一个重要标志，是从本质解读人类生命的一把钥匙。现 代的前沿分子生物学技术，如基因工程、转基因动物、 克隆技术、基因诊断与基因治疗等都与核酸密切相关。 本章主要阐述核酸的分子组成及分子结构。,核酸是生物体内重要的生物大分子物质，是遗传的物质基础。,核酸的分类1.DNA（脱氧核糖核酸）：主要存于细胞核 2.RNA（核糖核酸）：主要存于细胞液，依据结构和功能的不同，可分为：mRNA（
2、信使RNA）tRNA（转运RNA）rRNA（核糖体RNA）,1868年，Friedrich Miescher从脓细胞核提取 物中提取出核酸。,第1节 核酸的分子组成,一、元素组成：C、H、O、N、P 二、基本单位：核苷酸,核酸水解及产物,DNA：D2脱氧核糖,RNA：D核糖,核酸分子中戊糖的结构,核酸分子中嘌呤碱、嘧啶碱的分类及结构,核苷、核苷酸,1.核苷：碱基与核糖之间缩合形成糖苷键。,2.核苷酸：核苷戊糖C5原子通过酯键与磷 酸相连形成酯键。,DNA和RNA分子组成的区别、核苷酸的命名及缩写,三、核苷酸间的连接：3，5磷酸二酯键核苷酸戊糖C3原子的羟基另一个核苷酸戊糖C5原子磷酸,核苷酸之
3、间的连接及核酸分子的方向,第2节 核酸的分子结构,一、DNA的结构 （一）DNA的一级结构 1.概念：DNA分子的一级结构即是四种脱氧 核苷酸在多核苷酸中的排列顺序。 2.维系力：核苷酸之间所形成的磷酸二酯键。 3.方向：53。,（二）DNA的二级结构：双螺旋,（三）DNA的高级结构 1.原核生物DNA分子多数是封闭的环状双螺旋分子，在此基础上进一步盘曲形成超螺旋结构贮存于细胞内。 2.真核生物DNA为线性分子，由DNA和组蛋白形成核小体后，以此为基本单位形成染色质细丝，进一步盘曲形成螺线管，再盘曲折叠形成超螺丝管，最终压缩成染色单体。,二、RNA的结构 （一）RNA的一级结构：与DNA相似。
4、 （二）RNA的空间结构 RNA的二级结构形式 ：茎环或发夹结构。,1.mRNA （1）5末端：m7GpppN （7甲基鸟嘌呤三磷酸核苷）。 （2）3末端：polyA（多聚腺苷酸）。5m7GpppN AAAAAAA 3,2.tRNA,二级结构：三叶草结构,三级结构：倒“L”型,3.rRNA rRNA的二级结构包含多个茎环。rRNA主要 与核糖体蛋白共同构成核糖体，组成核糖体 的大小两个亚基。,第3节 某些重要的核苷酸,一、多磷酸核苷酸 重要的二磷酸核苷酸有： ADP、GDP、CDP、UDP dADP、dGDP、dCDP、dTDP 重要的三磷酸核苷酸有： ATP、GTP、CTP、UTP dATP
5、、dGTP、dCTP、dTTP,ATP：是体内能量代谢的核心,腺嘌呤,二、环化核苷酸 1.戊糖C5原子相连的磷酸再通过酯键与戊 糖C3原子相连，形成内环。 2.重要的环化核苷酸有环腺苷酸（cAMP）和 环鸟苷酸（cGMP）。在细胞信号转导中发挥 重要作用。,cAMP的结构 cGMP的结构,第4节 核酸的理化性质,一、核酸的紫外吸收 构成核苷酸的嘌呤和嘧啶含N杂环上具有共轭 双键，使核酸能够吸收紫外线，最大吸收峰 为260nm。,二、DNA的变性与复性 （一）概念：在某些理化因素作用下（常用高温变性，称热变性），使DNA分子双链间的氢键断裂，DNA双链解开形成单链的过程。 （二）特点：空间构象改
6、变，而核苷酸的排列和磷酸二酯键没有发生改变。 （三）复性：去除引起变性的因素后，两条DNA链间的碱基又可重新形成氢键，恢复其双螺旋形式。,小结,核酸是生物体内重要的大分子物质，作为遗传的物质基础，在遗传信息贮存和传递中具有至关重要的作用。 核酸的基本单位是核苷酸，核苷酸由磷酸、戊糖和碱基组成。DNA和RNA分子中，除磷酸外，戊糖不同，部分碱基相同。DNA分子含有D2脱氧核糖，RNA分子含有D核糖。DNA分子中含有A、G、C、T四种碱基，RNA分子中含有A、G、C、U四种碱基。,核苷酸通过3，5-磷酸二酯键相连，形成核酸分子，并具方向性，即5端3端。核酸的一级结构是指多核苷酸链上核苷酸的排列顺序。DNA和RNA的空间结构区别较大，DNA分子以双链形式存在，DNA二级结构为双螺旋结构；RNA分子以单链形式存在，RNA二级结构形式为茎环结构。 核酸分子对260nm的紫外光有最大的吸收峰，并具有变性和复性的特点。,
