ch1总-生命的化学基础-4

四、核酸遗传信息的存储和传递者 核酸1、核酸研究历史q 1868年，瑞士外科医生 Fridrich Miescher从脓细胞核中分离到核酸样物质，核质 /核酸。q 1944年， Oswald Avery通过肺炎双球菌转化实验证实了 DNA是遗传的物质基础。q 极少数的病毒以 RNA为遗传物质，如烟草花叶病毒、天花病毒、流感病毒等。四、核酸2、核酸的分类 核酸分为 :脱氧核糖核酸 (DNA)核糖核酸 (RNA)l DNA主要存在于细胞核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者l RNA在细胞核内产生，然后进入细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用四、核酸3、核酸的组成核酸是一种线形多聚核苷酸，在核酸酶作用下水解为核苷酸，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。磷酸核酸 核苷酸 戊糖 （ D-核糖、 D-2-脱氧核糖）核苷碱基（嘌呤、嘧啶）四、核酸戊糖核糖 2-脱氧核糖四、核酸嘧嘧 啶啶 (pyrimidine)四、核酸胞嘧啶胞嘧啶 （ 2-氧氧 -4-氨基嘧啶氨基嘧啶 ）Cytosine (C)四、核酸胞嘧啶 （ 2-氧 -4-氨基嘧啶 ）Cytosine(C)酮式 烯醇式尿嘧啶（尿嘧啶（ 2， 4-二氧嘧啶）二氧嘧啶）Uracil (U)胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（ 5-甲基尿嘧啶）甲基尿嘧啶）Thymine (T)四、核酸嘌 呤 (purine)嘧啶环和咪唑环稠合而成四、核酸腺嘌呤（腺嘌呤（ 6-氨基嘌呤）氨基嘌呤）Adenine (A)鸟嘌呤（鸟嘌呤（ 2-氨基氨基 -6-氧嘌呤）氧嘌呤）Guanine (G)四、核酸两类核酸分子的组成比较C、 H、 O、 N、 P组成嘌呤 嘧啶 核糖 磷酸DNA A， G C， T 脱氧核糖 磷酸RNA A， G C， U 核糖 磷酸四、核酸腺嘌呤 A鸟嘌呤 G胞嘧啶 C尿嘧啶 U胸腺嘧啶 T碱基核苷 =核糖 +碱基碱基和核糖通过糖苷键连成核苷。连接方式是嘌呤环上的 N-9或嘧啶环上的 N-1与糖的 C-1 以糖苷键相连。腺嘌呤核苷（腺苷）A四、核酸胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）C四、核酸核苷酸 =核苷 +磷酸AMP：腺嘌呤核苷一磷酸ADP：腺嘌呤核苷二磷酸ATP：腺嘌呤核苷三磷酸腺嘌呤核苷四、核酸4、核酸的结构q 一级结构q DNA的双螺旋二级结构与功能q DNA的超螺旋结构四、核酸A、 一级结构一级结构指其核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，也称碱基序列。四、核酸一级结构是由一定数量的脱氧核苷酸或核苷酸通过 3,5- 磷酸二酯键连接起来、无分支的长链DNA的书写顺序是 53 线条式缩写文字式缩写3， 5-磷酸二酯键四、核酸5末端的磷酸基团3， 5-磷酸二酯键3末端羟基3， 5-磷酸二酯键n 在一级结构基础上，进一步盘绕折叠，形成高级结构。n DNA和 RNA在高级结构方面差别很大。四、核酸B、 DNA的双螺旋二级结构与功能q DNA的二级结构的研究史q DNA双螺旋结构的要点q DNA结构的多样性q 物种的多样性四、核酸DNA的二级结构的研究史n 20世纪 20年代， Levene研究了核酸的化学结构并提出了四核苷酸假说。他认为 DNA分子是由腺嘌呤 A、鸟嘌呤 G、胞嘧啶 C、胸腺嘧啶 T4种核苷酸等摩尔、不断重复延伸而成。n 20世纪 50年代初， Chargaff采用层析和紫外吸收分析等技术研究了 DNA分子的碱基组成，发现不同物种的 DNA碱基组成不一样，并总有 A=T， C=G 当量定律，并提示了 A-T， G-C的互补概念。n Chargaff用有说服力的数据彻底否定了四核苷酸假说。四、核酸 Chargaff的当量定律 ; Watson和 Crick于 1953年根据 DNA晶体的 X-射线衍射图谱 提出了 DNA的双螺旋结构 ;四、核酸这一模型的提出在分子生物这一模型的提出在分子生物学的发展上具有划时代的意义，学的发展上具有划时代的意义，为分子生物学和分子遗传学的发为分子生物学和分子遗传学的发展奠定了基础。展奠定了基础。1962年，年， Watson（美）（美）和和 Crick（英）与（英）与 Wilkins共共享诺贝尔生理医学奖。享诺贝尔生理医学奖。DNA的碱基组成规律 Chargaff法则法则qDNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等，中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等，即即 A=T;q鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即 G=C;q嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等，即嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等，即A+G=C+T;qDNA的碱基组成具有物种的特异性，即不同的碱基组成具有物种的特异性，即不同物种的物种的 DNA具有自己独特的碱基组成具有自己独特的碱基组成 ;Watson（ 美）和 Crick（ 英）最幸运的科学家B-DNA双螺旋结构的要点 DNA是一 反向平行 的 互补双链 结构。 两条多核苷酸链反向平行 一条链的走向为 53 ，另一条为 35 糖 -磷酸骨架居外侧 碱基位于内侧 两条链之间的碱基以氢键相结合 碱基互补配对， A=T,GC四、核酸B-DNA双螺旋为右手螺旋n 螺旋直径为 2nmn 两个相邻的碱基对之间相距0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为 360n 沿中心轴每旋转一周即 10个核苷酸的高度 螺距为 3.4nmn 沿螺旋轴方向观察，两条主链和碱基并不充满双螺旋的空间