北京化工大学生物化学课件核酸化学

1、第五章第五章 核酸化学核酸化学1 核酸通论核酸通论2 核酸基本构件单位核酸基本构件单位核苷酸核苷酸3 dna的分子结构的分子结构4 rna的分子结构的分子结构5 核酸的性质核酸的性质 重点内容：重点内容： 核苷酸的化学组成与命名；核苷酸的化学组成与命名； dnadna的二级结构的二级结构( (双螺旋模型双螺旋模型) )； trnatrna的二级结构。的二级结构。 难点内容：难点内容： dnadna分子结构与功能的关系；分子结构与功能的关系； rnarna分子结构与功能的关系。分子结构与功能的关系。 了解内容：了解内容：dnadna双螺旋结构的生物学意义；双螺旋结构的生物学意义；dnadna双螺

2、双螺旋结构稳定的因素；旋结构稳定的因素； rrnarrna的三级结构。的三级结构。 第一节第一节 核酸通论核酸通论1.1 1.1 核酸的研究历史和重要性核酸的研究历史和重要性1.2 1.2 核酸的种类和分布核酸的种类和分布1.1 历史：历史：l l 1869年瑞士青年科学家年瑞士青年科学家f. miescher 首先发现核酸。首先发现核酸。 从外科绷带的脓细胞核中分离到含磷很高的酸性化从外科绷带的脓细胞核中分离到含磷很高的酸性化 合物合物称为核素。称为核素。developmental biology 2005 278 274-288fred griffith1879-19411928年英国细菌

3、学家、医生年英国细菌学家、医生fred griffith通过研究肺炎通过研究肺炎球菌发现了细菌转化现象。球菌发现了细菌转化现象。有一种物质，能够从死细胞中有一种物质，能够从死细胞中进入活的细胞中，改变了活细进入活的细胞中，改变了活细胞的遗传性状，把它变成了有胞的遗传性状，把它变成了有毒细菌。这种能转移的物质，毒细菌。这种能转移的物质，格里菲斯把它叫做转化因子格里菲斯把它叫做转化因子 ！？！？l l 1944年年avery（美）美） oswaldtheodore avery， ( (18771955 ）加拿大生物化学家加拿大生物化学家 通过细菌转化实验证明通过细菌转化实验证明dna是遗传物质是遗

4、传物质功能。功能。 1952年年alfred hershey 和和martha chase通过噬菌体通过噬菌体t2的的双标记实验证明了双标记实验证明了dna就是遗传物质基础。就是遗传物质基础。 l l 1953年年watson（美）美）crick（英）英） 提出了提出了dna的双螺旋结构模型的双螺旋结构模型。kings collegeuniversity of cambridgel l 1960年年crick提出了提出了中心法则中心法则。l l 1973年初年初dna体外体外重组成功重组成功。l l 2002年年人类基因组计划。人类基因组计划。 重要性：重要性：核酸是遗传变异的物质基础；核酸是

5、遗传变异的物质基础； 多数生物的遗传物质是多数生物的遗传物质是dna； 少数病毒以少数病毒以rna作为遗传物质。作为遗传物质。核酸是蛋白质？根据含戊糖的不同分为：根据含戊糖的不同分为：rna 核糖核酸核糖核酸 dna 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸dna：含脱氧核糖，含脱氧核糖，98%以上存在于细胞核中。以上存在于细胞核中。 在核中与组蛋白结合成核蛋白，形成染色体；在核中与组蛋白结合成核蛋白，形成染色体； 少量存在于线粒体、叶绿素、质粒中。少量存在于线粒体、叶绿素、质粒中。rna：90%存在于细胞质中，存在于细胞质中，10%在核中。在核中。2.2 核酸的种类、分布和含量核酸的种类、分布和含量 信使核

6、糖核酸信使核糖核酸 mrna rna按功能分为按功能分为 转运核糖核酸转运核糖核酸 t rna 核糖体核糖核酸核糖体核糖核酸 r rna信使核糖核酸信使核糖核酸 mrna： 在核中合成，存在于细胞质中；作为蛋白质合成的模板，在核中合成，存在于细胞质中；作为蛋白质合成的模板，是将是将dna的遗传信息传递到蛋白质的桥梁。的遗传信息传递到蛋白质的桥梁。 转运核糖核酸转运核糖核酸 t rna： 在核中合成，存在于细胞质中；在核中合成，存在于细胞质中；作为搬运的工具，携带转运氨基酸到核糖体。作为搬运的工具，携带转运氨基酸到核糖体。核糖体核糖核酸核糖体核糖核酸 r rna：在核仁中合成，存在于细胞质中在核

7、仁中合成，存在于细胞质中与蛋白质结合构成核糖体，作为蛋白质合成场所。与蛋白质结合构成核糖体，作为蛋白质合成场所。 第二节、第二节、核酸的基本组成核酸的基本组成 （一）元素组成（一）元素组成 c、h、o、n、p，个别含个别含s p含量比较恒定，约含量比较恒定，约910%，是核酸的特征元素。，是核酸的特征元素。 测核酸含量常用定测核酸含量常用定p法法 ： 各种核酸含磷量比较接近；各种核酸含磷量比较接近； 磷易于测定。磷易于测定。 1gp 10.5g核酸核酸（二）化学组成（二）化学组成核酸的基本组成单位是核酸的基本组成单位是核苷酸核苷酸两类核酸（两类核酸（dna，rna）经不同程度的水解可得到经不同

8、程度的水解可得到 一系列产物，完全水解的三类终产物是：一系列产物，完全水解的三类终产物是： 磷酸、戊糖（磷酸、戊糖（5c）、）、碱基。碱基。 磷酸磷酸 核酸核酸 核苷酸核苷酸 戊糖戊糖（核糖或脱氧核糖）（核糖或脱氧核糖） 核苷核苷 碱基碱基（嘌呤或嘧啶）（嘌呤或嘧啶） 1磷酸磷酸：rna、dna两类核酸均含有。两类核酸均含有。2戊糖戊糖：核糖和脱氧核糖：核糖和脱氧核糖ohhohhohohhhoch2hoch2ohhohhhohhd-核糖d-2-脱氧核糖223碱基碱基嘌呤碱和嘧啶碱嘌呤碱和嘧啶碱碱基碱基：是一些含：是一些含n的杂环化合物，是嘌呤和嘧啶的衍生的杂环化合物，是嘌呤和嘧啶的衍生 物，具

9、有碱性。物，具有碱性。（1）嘧啶碱）嘧啶碱 三种三种基本基本嘧啶嘧啶碱基：碱基： 嘧啶嘧啶稀有碱基：核酸中一些含量甚少的碱基，大多是由基本稀有碱基：核酸中一些含量甚少的碱基，大多是由基本 碱基上发生甲基化。碱基上发生甲基化。 （2）嘌呤碱：嘌呤碱： 由一个嘧啶环和一个咪唑环形成的杂稠环。由一个嘧啶环和一个咪唑环形成的杂稠环。 两种两种基本基本嘌呤嘌呤碱基：碱基： 嘌呤嘌呤nnohhohnnhoo尿嘧 啶(烯醇 式)尿嘧啶(酮式)nnhnh2ohnnhnho胞 嘧啶胞嘧 啶(氨基 态)(亚氨 基态)酮式和烯醇式互变酮式和烯醇式互变主要形式主要形式主要形式主要形式 糖苷键糖苷键 4核苷：由碱基和戊

10、糖脱水缩合而成的糖苷。核苷：由碱基和戊糖脱水缩合而成的糖苷。 碱基与糖连接方式：糖苷键碱基与糖连接方式：糖苷键 （n糖苷键）糖苷键） 嘧啶核苷：嘧啶核苷：c1n1 ：由糖由糖c1与嘧啶与嘧啶n1相连相连 。 嘌呤核苷：嘌呤核苷：c1n9 ：由糖由糖c1与嘌呤与嘌呤n9相连。相连。根据所含戊糖不同分为根据所含戊糖不同分为 核糖核苷核苷核糖核苷核苷 脱氧核糖核苷脱氧核苷脱氧核糖核苷脱氧核苷 嘧啶核苷嘧啶核苷 嘌呤核苷嘌呤核苷 碱基环元素编号：碱基环元素编号： 1, 2, 3等；等； 糖环元素编号：糖环元素编号：1 , 2 , 3 等。等。 核苷命名：先读碱基名称。如：腺苷，胞苷，尿苷核苷命名：先读

11、碱基名称。如：腺苷，胞苷，尿苷(oh)(oh)几种稀有核苷几种稀有核苷假尿苷（假尿苷（ ）二氢尿嘧啶（二氢尿嘧啶（dhu）amch3ch3h3cm 2 ghhhh62-o-2-o-甲基腺苷甲基腺苷n n6 6，n n6 6- -二甲基腺苷二甲基腺苷 5核苷酸核苷酸核苷酸：由核苷酸：由核苷核苷与与磷酸磷酸形成的形成的磷酸磷酸酯叫核苷酸。酯叫核苷酸。由核苷的戊糖的由核苷的戊糖的oh与磷酸成酯。与磷酸成酯。核糖核糖上有三个自由羟基上有三个自由羟基（2、3、5）可与磷酸成酯，）可与磷酸成酯， 可形成三种形式的核苷酸：可形成三种形式的核苷酸：2-核苷酸；核苷酸； 3-核苷酸；核苷酸； 5-核苷酸。核苷酸

12、。举例：举例： 脱氧核糖脱氧核糖有两个自由羟基（有两个自由羟基（3、5） 可与磷酸成酯，可与磷酸成酯， 可形成两种形式的核苷酸可形成两种形式的核苷酸：3-脱氧核苷酸；脱氧核苷酸； 5-脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。举例：举例：生物体内存在的核苷酸多为生物体内存在的核苷酸多为5-5-核苷酸。核苷酸。6多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸 核苷酸含有不止一个磷酸，为多磷酸核苷酸，在体核苷酸含有不止一个磷酸，为多磷酸核苷酸，在体 内具有重要的生理作用。内具有重要的生理作用。 如：参与体内多种物质合成代谢。如：参与体内多种物质合成代谢。 amp：腺苷一磷酸腺苷一磷酸 adp： 腺苷二磷酸腺苷二磷酸 atp： 腺苷三磷酸

13、腺苷三磷酸7环状核苷酸。环状核苷酸。如：如：3、5-环状腺苷酸。环状腺苷酸。 磷酸与核糖的磷酸与核糖的3及及5位碳同时以两个酯键相连。位碳同时以两个酯键相连。 作用：环状核苷酸含量很少，但是在体内的代谢中作用：环状核苷酸含量很少，但是在体内的代谢中 起重要的调节作用。常见的有起重要的调节作用。常见的有camp，cgmp。8、核酸、核酸 核苷酸间的连接键是核苷酸间的连接键是3，5-磷酸二酯键，磷酸二酯键，由相间排列的戊糖和磷酸构成核酸大分子的主链，由相间排列的戊糖和磷酸构成核酸大分子的主链，而代表其特性的碱基则可以看成是有次序地连接在而代表其特性的碱基则可以看成是有次序地连接在其主链上的侧基基团

14、。其主链上的侧基基团。5533两类核酸（两类核酸（dna与与rna）的区别的区别: 戊糖、碱基差异。戊糖、碱基差异。 戊糖（戊糖（d核糖核糖） rna 碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶尿嘧啶） 戊糖（戊糖（d2脱氧核糖脱氧核糖） dna 碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶胸腺嘧啶）3.1 核酸分子中的共价键核酸分子中的共价键3.2 dna 一级结构一级结构3.3 dna碱基组成的碱基组成的chargaff规则规则3.4 dna的二级结构的二级结构3.5 dna的三级结构的三级结构 第三节第三节 dna的结构的结构（deoxyr

15、ibonucleic acid-dna） dna形状：多为双链形状：多为双链 多为线状多为线状 无支链。无支链。分子量大：分子量大：106109 一级结构一级结构 dna的结构的结构 二级结构二级结构 空间结构空间结构 三级结构三级结构5 5 3 3 3.1 核酸分子中核苷酸核酸分子中核苷酸之间的共价键之间的共价键3 -5 磷酸二酯键磷酸二酯键3.2 dna 的一级结构的一级结构 dna分子中各脱氧核苷酸之间的分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式（连接方式（3 -5磷酸二酯键）和排磷酸二酯键）和排列顺序叫做列顺序叫做dna的一级结构，简称的一级结构，简称为碱基序列。为碱基序列。 一级结构走向的规定

16、为一级结构走向的规定为5 3 不同的不同的dna分子具有分子具有不同的核苷不同的核苷酸排列顺序酸排列顺序，因此携带有，因此携带有不同的遗不同的遗传信息传信息。 一级结构的表示方法一级结构的表示方法 结构式，线条式，字母式结构式，线条式，字母式5 3 dnadna一级结构的表示法一级结构的表示法5 3 结构式结构式5 3 p p p poh3 actg1 线条式线条式5 actgcatagctcga 3 字母式字母式（2）、）、 基因与基因组基因与基因组基因（基因（gene）：一段有功能的：一段有功能的dna片段，生物细片段，生物细胞中胞中dna分子的最小功能单位（交换单位）。分子的最小功能单位

17、（交换单位）。 蛋白质（蛋白质（mrna 蛋白质）蛋白质）产物产物 trna rna rrna 调节功能：调节基因调节功能：调节基因无产物无产物 作用未知作用未知结构基因结构基因（3）、核酸的序列测定）、核酸的序列测定1. 双脱氧链终止法双脱氧链终止法（sanger酶法）酶法）august 13, 1918 2. gilbert化学降解法化学降解法碱基碱基体系体系 化学修饰化学修饰 试剂试剂 化学反应化学反应 断裂部位断裂部位 ga + gc + tca c硫酸二甲酯硫酸二甲酯哌啶哌啶 甲酸甲酸ph2.0肼，联氨肼，联氨nhnh2 2.nh.nh2 2hydrazine + hydrazine

18、 + naclnacl（1.5m1.5m）9090 c, c, naohnaoh（1.2m1.2m）甲基化甲基化脱嘌呤脱嘌呤打开嘧啶环打开嘧啶环打开胞嘧啶环打开胞嘧啶环断裂反断裂反应应g gg g和和a ac c和和t tc ca a和和c c3.3 dna碱基组成的碱基组成的chargaff规则规则 chargaff首先注意到首先注意到dna碱基组成的某些规律性，在碱基组成的某些规律性，在1950年总结出年总结出dna碱基组成的规律：碱基组成的规律： 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即 a=t。 鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等，即鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等，

19、即g=c。 含含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数，即氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数，即a+c=g+t。 嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即a+g=c+t。3.4 dna的二级结构的二级结构（1） dna的双螺旋结构的双螺旋结构 (watson-crick模型模型)（2） dna双双螺旋结构特征及意义螺旋结构特征及意义（3） dna双螺旋的多态性双螺旋的多态性（4）dna的三股螺旋（的三股螺旋（triplex）kings collegeuniversity of cambridgedna的双螺旋结构，由的双螺旋结构，由watson，crick于于1953年提出。年提出。1

20、双螺旋结构的模型要点双螺旋结构的模型要点:（1）dna由两条多核苷酸链围绕同一中心轴向右缠绕由两条多核苷酸链围绕同一中心轴向右缠绕 成双螺旋，两链彼此平行，成双螺旋，两链彼此平行， 走向相反。走向相反。2.0 nm小小沟沟大大沟沟（2）每条链以脱氧核糖和磷酸为骨架）每条链以脱氧核糖和磷酸为骨架(主链），处在主链），处在 双螺旋的外侧；双螺旋的外侧； 糖与磷酸之间以磷酸二酯键相连；糖与磷酸之间以磷酸二酯键相连； 糖环平面基本与螺旋轴平行。糖环平面基本与螺旋轴平行。2.0 nm小小沟沟大大沟沟（3）碱基在双螺旋内侧，碱基环平面与螺旋轴相垂）碱基在双螺旋内侧，碱基环平面与螺旋轴相垂 直，两相邻碱基之

21、间的距离为直，两相邻碱基之间的距离为0.34nm碱基堆积距碱基堆积距离。离。（4） 两条链之间通过碱基之间的氢键结合在一起；两两条链之间通过碱基之间的氢键结合在一起；两 链间形成氢键具有一定的碱基配对原则。链间形成氢键具有一定的碱基配对原则。 配对原则配对原则：由一条链的嘌呤碱与另一条链的嘧啶碱：由一条链的嘌呤碱与另一条链的嘧啶碱配对配对碱基互补；而且必须碱基互补；而且必须a与与t配对，形成两条氢键配对，形成两条氢键 a =t ；g与与c 配对，形成三条氢链配对，形成三条氢链 gc。配对的碱基彼此称为互补碱基。配对的碱基彼此称为互补碱基。根据碱基互补原则，根据碱基互补原则，当一条多核苷酸链的序

22、列确定后即当一条多核苷酸链的序列确定后即 可推知另一条互补链的序列可推知另一条互补链的序列。nnnnnnnoohhhc 1c1atnnnnnonnnohhhhhcgc 1c1ch3（5）螺旋每上升一圈，）螺旋每上升一圈，含十对碱基，上升一圈含十对碱基，上升一圈的距离的距离3.4nm，两相邻两相邻核苷酸之间的夹角为核苷酸之间的夹角为36螺旋直径为螺旋直径为2nm。成对。成对碱基大致在同一平面，碱基大致在同一平面，碱基与螺旋轴垂直；两碱基与螺旋轴垂直；两相邻碱基相邻碱基 之间的距离为之间的距离为0.34nm 碱基堆积距离。碱基堆积距离。 生物体主要为生物体主要为b-dna。 氢键氢键 碱基堆积力碱

23、基堆积力 盐键盐键磷酸基上负电荷被胞内组磷酸基上负电荷被胞内组蛋白或正电荷蛋白质形成蛋白或正电荷蛋白质形成 碱基处于疏水环境中碱基处于疏水环境中dna的双螺旋结构稳定因素的双螺旋结构稳定因素dna的双螺旋结构的意义的双螺旋结构的意义 该模型揭示了该模型揭示了dna作为遗传物质的稳定性特征，作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了最有价值的是确认了碱基配对原则碱基配对原则，这是，这是dna复制、复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是的分子基础。该模型的提出是2020世纪生命科学的重大世纪生命科学的重大突破之

24、一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。生命科学飞速发展的基石。dna双螺旋的不同构象双螺旋的不同构象 多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的dna螺旋区段，形成局部三股配对，并互相盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按watson-crick方式配对，第三股多聚嘧啶（镜像重复）通过tat和cgc+配对，而处于双螺旋的大沟中。* *dnadna三股螺旋（三股螺旋（h-dna, h-dna, ts ts-dna-dna）dnadna的三股螺旋的三股螺旋嘧啶-嘌呤-嘧啶 嘌呤-嘧啶-嘧啶dnadna的三股螺旋的三股螺旋螺螺旋旋和和超超螺螺旋旋电电话

25、话线线螺旋螺旋超螺旋超螺旋3.5 dna的三级结构的三级结构超螺旋是dna三级结构的一种普遍形式，双螺旋dna的松开导致负超螺旋，而拧紧则导致正超螺旋。dna核小体核小体螺线管螺线管超螺线管超螺线管染色单体染色单体人的人的dna大分子大分子在染色之中反复在染色之中反复折叠盘绕共压缩折叠盘绕共压缩8000-10000倍倍组蛋白与dna的结合组组蛋蛋白白与与dna的的结结合合核小体核小体核小体盘绕及染色质示意图核小体盘绕及染色质示意图dna核小体核小体螺线管螺线管超螺线管超螺线管染色单体染色单体4 4 rnarna的分子结构的分子结构4.1 rna一级结构和类别一级结构和类别4.2 trna的分子

26、结构的分子结构4.3 rrna的分子结构的分子结构4.4 mrna的分子结构的分子结构4.1.1 rna的一级结构的一级结构 rna分子中各核苷之间分子中各核苷之间的连接方式（的连接方式（3 -5磷酸二酯磷酸二酯键）和排列顺序叫做键）和排列顺序叫做rna的的一级结构一级结构ohohoh5 3 rna与与dna的差异的差异 dna rna糖糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖碱基碱基 agct agcu 不含稀有碱基不含稀有碱基 含稀有碱基含稀有碱基ohohohrna主要存在于细胞质中，有多种不同功能，多数天主要存在于细胞质中，有多种不同功能，多数天然然rna分子为一条单链，一些区域可自身回折，形成分

27、子为一条单链，一些区域可自身回折，形成局部的双螺旋。局部的双螺旋。能形成碱基对的，自身回折形成能形成碱基对的，自身回折形成“发夹发夹”结构结构不能形成碱基配对的，形成不能形成碱基配对的，形成“突环突环”4.1.2 rna的类别的类别 信使信使rna（messenger rna，mrna）：）：在蛋白在蛋白质合成中起模板作用，占质合成中起模板作用，占rna总量的总量的5%； 核糖体核糖体rna（ribosomal rna，rrna）：）：与蛋与蛋白质结合构成核糖体（白质结合构成核糖体（ribosome）, 核糖体是蛋白质核糖体是蛋白质合成的场所，占细胞总合成的场所，占细胞总rna的的80%左右；

28、左右； 转移转移rna（transfer rna，trna）：）：在蛋白质在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用，最小的一种合成时起着携带活化氨基酸的作用，最小的一种rna分子，占细胞中分子，占细胞中rna总量的总量的15%。碱基组成碱基组成：四种：腺嘌呤（：四种：腺嘌呤（a）、）、鸟嘌呤（鸟嘌呤（g）、）、 胞嘧啶（胞嘧啶（c）、尿嘧啶（、尿嘧啶（u）；）； 还有一些稀有碱基，如二氢尿嘧啶，还有一些稀有碱基，如二氢尿嘧啶，4-硫尿嘧啶等。硫尿嘧啶等。碱基之间不像碱基之间不像dna那样有严格的组成规律那样有严格的组成规律 即：即：au，gc； 但：但：au，gc。原因原因：rna分子为单链不是

29、双螺旋，只有局部回折形分子为单链不是双螺旋，只有局部回折形 成双螺旋。成双螺旋。 (二二) trna 转运转运 rna含量：占全部含量：占全部rna的的15%。 功能：功能：1携带并转运携带并转运aa到核糖体，合成蛋白质；到核糖体，合成蛋白质； trna的的aa臂，与臂，与aa结合携带结合携带aa，每种每种aa只能由只能由特定的特定的trna搬运；搬运；2识别密码识别密码反密码子环上的反密码子能与反密码子环上的反密码子能与mrna 上的密码子通过碱基互补配对而识别、结合。上的密码子通过碱基互补配对而识别、结合。特点：特点：每种每种aa至少有一种特定的至少有一种特定的trna。 细胞内一般有细胞

30、内一般有50种以上不同种以上不同的的trna。 真核生物细胞真核生物细胞trna甚至可多达甚至可多达100多种。多种。结构特点结构特点：1分子量比较小分子量比较小25000道尔顿左右，由道尔顿左右，由70-90个碱基组个碱基组 成，沉降系数成，沉降系数4s左右。左右。2碱基组成有较多的稀有碱基。碱基组成有较多的稀有碱基。33-端都端都为为cpcpa-oh。接合活化的氨基酸（与接合活化的氨基酸（与 氨基酸结合）故称为接受末端。氨基酸结合）故称为接受末端。45端，大多为端，大多为pg或者或者pc.。5二级结构都呈类似的三叶草结构：二级结构都呈类似的三叶草结构： 叶柄：有局部双螺旋构成，叶柄：有局部

31、双螺旋构成，a=u， g=c配对。配对。 三片小叶：由突环构成。三片小叶：由突环构成。三叶草分为以下几部分：三叶草分为以下几部分：l l 氨基酸臂：氨基酸臂： 7对碱基对组成，富含对碱基对组成，富含g，包括包括3和和5两个末端。两个末端。 3-末端最后三个碱基末端最后三个碱基cca-oh，接受活化氨基酸。，接受活化氨基酸。l l 二氢尿嘧啶环：含两个二氢尿嘧啶。二氢尿嘧啶环：含两个二氢尿嘧啶。 环：由环：由8-12个核苷酸组成。个核苷酸组成。 臂：由臂：由3-4对碱基对对碱基对二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶臂。臂。l l 反密码子环反密码子环 环：环：7个核苷酸组成，环正中三个核苷酸为反密码子。个核苷酸

32、组成，环正中三个核苷酸为反密码子。 臂：由臂：由5对碱基组成。对碱基组成。l l 额外环额外环 由由3-18个核苷酸组成，环大小变化较大，不同的个核苷酸组成，环大小变化较大，不同的 trna具有大小不同的额外环。具有大小不同的额外环。l l tc环环 环：由环：由7个碱基组成，大多个碱基组成，大多trna均含均含t和和。 t胸腺嘧啶核糖核苷胸腺嘧啶核糖核苷 假尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷 臂：由臂：由5对碱基组成。对碱基组成。6三级结构三级结构在二级结构基础上，整个分子的扭曲使未配对碱基按碱在二级结构基础上，整个分子的扭曲使未配对碱基按碱基配对原则形成氢键，构成三维结构，似一倒基配对原则形成氢键，构

33、成三维结构，似一倒“l”形。形。 trna的三级和二级结构（二）（二） rrna 含量：占全部含量：占全部rna的的80%左右，存在于核糖体内。左右，存在于核糖体内。 作用：作用：（1）与蛋白质结合形成核糖体，作为蛋白质合成场所。）与蛋白质结合形成核糖体，作为蛋白质合成场所。 核糖体核糖体rrna（ 60%） + 蛋白质（蛋白质（40%） （2 2） 在蛋白质合成中起催化作用。在蛋白质合成中起催化作用。核糖体（核蛋白体，核糖核蛋白体）：核糖体（核蛋白体，核糖核蛋白体）：分布在细胞质内的微小颗粒，直径分布在细胞质内的微小颗粒，直径2030nm。 游离存在（少）；附着在内质网上（多数）。游离存在（

34、少）；附着在内质网上（多数）。特点：成分稳定代谢不活跃，分子量大特点：成分稳定代谢不活跃，分子量大 106。 核糖体为一大一小两个亚基，原核真核不同。核糖体为一大一小两个亚基，原核真核不同。（四（四）rna的其它功能的其它功能 1981年发现有些年发现有些rna具有生物催化剂的功能。具有生物催化剂的功能。 核酶：具有催化活性核酶：具有催化活性的的rna。5 5 核酸的理化性质核酸的理化性质（一）一般理化性质（一）一般理化性质1.1.晶形晶形dnadna为为白色纤维状固体；白色纤维状固体；rnarna为白色粉末状固体为白色粉末状固体2.2.溶解性溶解性均溶于水；不溶于一般有机溶剂均溶于水；不溶于

35、一般有机溶剂 在在 0.14m 0.14m naclnacl 和和 1-2m 1-2m naclnacl中中 dna-dna-蛋白蛋白 溶解度低溶解度低 溶解度高溶解度高 rna-rna-蛋白蛋白 溶解度高溶解度高 溶解度低溶解度低3.3.粘度粘度 dnadna粘度很大粘度很大 rnarna粘度小得多粘度小得多4.4.旋光性旋光性 均很强均很强（二）（二） 化学性质化学性质（三）（三） 紫外吸收性质紫外吸收性质 核酸的碱基对核酸的碱基对240-290nm紫外光有强烈的吸收。紫外光有强烈的吸收。 最大的吸收峰在最大的吸收峰在260nm260nm。应用：应用：纯度鉴定纯度鉴定定性定性最大吸收峰：核

36、酸：最大吸收峰：核酸：260nm 蛋白质：蛋白质：280nm 由由od 260/od280 比值可鉴定核酸的纯度。比值可鉴定核酸的纯度。 纯纯dna od 260/od280为为 1.8 纯纯rna od 260/od280为为 2.0 如果核酸中含蛋白质杂质如果核酸中含蛋白质杂质，od 260/od280。 （蛋白质蛋白质max=280nm）；）；（四）核酸的变性（四）核酸的变性1. 核酸变性：核酸变性：受某些理化因素的影响，核酸分子中双螺受某些理化因素的影响，核酸分子中双螺 旋碱基对之间的氢键和碱基堆积破裂，旋碱基对之间的氢键和碱基堆积破裂，双螺旋解开变成双螺旋解开变成单链的过程单链的过程

37、。（分子量不变）。（分子量不变）变性因素变性因素：（）温度升高。：（）温度升高。 （）有机溶剂。（）有机溶剂。 （）变性剂。（）变性剂。 （）（） 4 ph 10 。变性结果：变性结果： （）紫外吸收增加（）紫外吸收增加-增色效应：增色效应： 由于核酸变性而引起紫外吸收增加的现象。由于核酸变性而引起紫外吸收增加的现象。 原因：变性后碱基暴露，光吸收增强。原因：变性后碱基暴露，光吸收增强。（）粘度下降。（）粘度下降。（）原因：分子由双螺旋（具有一定刚性）变成线原因：分子由双螺旋（具有一定刚性）变成线 团状。团状。（）浮力密度上升。（）浮力密度上升。（）（）（）生物活性丧失。生物活性丧失。 2.

38、dna 热变性和热变性和tm ：过程：过程： dna溶于稀盐溶液溶于稀盐溶液 加温到加温到80-100双螺旋氢键双螺旋氢键断裂，形成两股单链，紫外吸收骤然增加。断裂，形成两股单链，紫外吸收骤然增加。热变性特点：热变性特点：突变式的突变式的变性作用发生在一个很窄的温度范围内，变性作用发生在一个很窄的温度范围内， 而不是随温度升高而逐渐发生，类似固态而不是随温度升高而逐渐发生，类似固态 结晶的熔解。结晶的熔解。 dna 热变性温度称为熔点（融点），用热变性温度称为熔点（融点），用tm表示表示。t tm m：紫外吸收的增加量（增色效应）达最大量一半时的紫外吸收的增加量（增色效应）达最大量一半时的 温

39、度。温度。 （加热变性使（加热变性使dnadna双螺旋结构失去一半时的温度。）双螺旋结构失去一半时的温度。） dna tdna tm m值一般值一般在在7085 7085 ，不同的，不同的dnadna，t tm m不同。不同。3影响影响tm的因素的因素（1）g-c含量：含量： 含含g-c高，高，tm高；因为高；因为g-c含含3对氢键；对氢键； 含含a-t高，高， tm低；因为低；因为a-t含含2对氢键。对氢键。（2）溶液的离子强度：）溶液的离子强度： 离子强度低，离子强度低，tm低。低。（3）溶液）溶液ph：高：高ph使核酸失去质子，丧失生成使核酸失去质子，丧失生成h键键 的能力；的能力； 低低ph易脱嘌呤。易脱嘌呤。（4）变性剂）变性剂破坏破坏h键键（二）复性（二）复性复性：变性的复