核酸的结构和功能ppt课件

1、第第 二二 章章核酸的构造和功能核酸的构造和功能核酸：是以核苷酸为根本组成核酸：是以核苷酸为根本组成单位的生物大分子，携带和传单位的生物大分子，携带和传送遗传信息。送遗传信息。核酸的发现和研讨任务进展核酸的发现和研讨任务进展 1868年年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素 1944年年 Avery等人证明等人证明DNA是遗传物质是遗传物质 1953年年 Watson和和Crick发现发现DNA的双螺旋构造的双螺旋构造 1968年年 Nirenberg发现遗传密码发现遗传密码 1975年年 Temin和和Baltimore发现逆转录酶发现逆转录酶 1981

2、年年 Gilbert和和Sanger建立建立DNA 测序方法测序方法 1985年年 Mullis发明发明PCR 技术技术 1990年年 美国启动人类基因组方案美国启动人类基因组方案(HGP) 1994年年 中国人类基因组方案启动中国人类基因组方案启动 2001年年 美、英等国完成人类基因组方案根本框架美、英等国完成人类基因组方案根本框架二、核酸的分类及分布二、核酸的分类及分布 90% 90%以上分布于细胞核，其他分布于以上分布于细胞核，其他分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。( DNA)(RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核

3、酸核糖核酸携带遗传信息，决议细胞和个携带遗传信息，决议细胞和个体的基因型体的基因型(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒RNA也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载体。核酸的化学组成核酸的化学组成 1. 元素组成元素组成: C、H、O、N、P910%2. 分子组成分子组成 碱基：嘌呤碱，嘧啶碱碱基：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖：核糖，脱氧核糖戊糖：核糖，脱氧核糖 磷酸磷酸第一节第一节核酸的化学组成及一级构造核酸的化学组成及一级构造一、核苷酸的构造一、核苷酸的构造两类核酸的根本化学组成比较两类核酸的根本化学组成比较 嘌呤碱 腺嘌呤 (A )

4、 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 鸟嘌呤 (G) 嘧啶碱 胞嘧啶 (C) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶 (U)碱基碱基戊糖戊糖D-2-脱氧核糖脱氧核糖 D-核糖核糖酸酸磷酸磷酸 磷酸磷酸DNA RNA嘌呤嘌呤NNNHN123456789NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤(A)NNHNHNNH2O鸟嘌呤鸟嘌呤(G)碱碱 基基NNH132456嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(C)NNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶(U)NHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)NHNHOOCH3戊戊 糖糖构成构成RNA1 2 3 4 5 OHOCH2OHOHOH核糖核糖构成构成DNAOHOCH2OHOH脱氧核糖脱氧核糖核苷：核苷：AR,

5、 GR, UR, CR脱氧核苷：脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 核苷的构成核苷的构成碱基和核糖脱氧核糖经过糖碱基和核糖脱氧核糖经过糖苷键衔接构成核苷脱氧核苷。苷键衔接构成核苷脱氧核苷。OHOCH2OHOHNNNH2O1 1POOOHOHOCH2OHOHNNNH2OOHOCH2OHOHNNNH2O核苷酸：核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷酸的构造与命名核苷酸的构造与命名核苷脱氧核苷和磷酸以磷酸酯键核苷脱氧核苷和磷酸以磷酸酯键衔接构成核苷酸脱氧核苷酸。衔接构成核苷酸脱氧核苷酸。 体内重要的游离核苷酸

6、及其衍生物体内重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质：含核苷酸的生物活性物质： NAD+NAD+、NADP+NADP+、CoA-SHCoA-SH、FAD FAD 等都含有等都含有 AMPAMPl 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMPNMP，NDPNDP，NTPNTPl 环化核苷酸环化核苷酸: cAMP: cAMP，cGMPcGMPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOHNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOHNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOHNOCH2OOHONNNNH2POOHNADP+NAD+二、核酸的一级构造二、核酸的一级构造定义

7、定义核酸中核苷酸的陈列核酸中核苷酸的陈列顺序。顺序。由于核苷酸间的差别由于核苷酸间的差别主要是碱基不同，所主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。以也称为碱基序列。55端端3端端CGA5 端端3 端端 核苷酸的衔接核苷酸的衔接 核苷酸之间以核苷酸之间以磷酸二酯键衔接构磷酸二酯键衔接构成多核苷酸链，即成多核苷酸链，即核酸。核酸。CGAA G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 pApGpTpGpCpT-OH 3 5 A G T G C T 3 与与DNA的差别在于：的差别在于：1、戊糖是核糖而非脱氧核糖、戊糖是核糖而非脱氧核糖2、嘧啶成分是胞嘧啶、嘧啶成分是胞嘧啶C和尿

8、和尿嘧啶嘧啶U，无胸腺嘧啶，无胸腺嘧啶T 核酸分子的大小常用碱基数目或碱基对数目来表示。核酸片段RNA-DNA 杂化分子杂化分子DNA分子分子三、三、DNA的复性与分子杂交的复性与分子杂交 变性的变性的DNA在去除变性要素并处于适在去除变性要素并处于适当的条件下，彼此分别的双链又可重新结当的条件下，彼此分别的双链又可重新结合恢复天然的双螺旋构造这一过程称为复合恢复天然的双螺旋构造这一过程称为复性。性。1.概念概念2. 复性速度受温度的影响复性速度受温度的影响热变性的热变性的DNA经缓慢冷却后即可复经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。性，这一过程称为退火。复性后复性后DNADNA分子性质分子

9、性质一系列的理化性质随即恢复一系列的理化性质随即恢复d. 生物活性部分恢复生物活性部分恢复a. 260nm处的紫外吸收值下降处的紫外吸收值下降b. 粘度上升粘度上升c. 浮力、密度降低浮力、密度降低减色效应减色效应在在DNA变性后的复性过程中，假设将不变性后的复性过程中，假设将不同种类的同种类的DNA单链分子或单链分子或RNA分子放在同一分子放在同一溶液中，只需两种单链分子之间存在着一定溶液中，只需两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件温度程度的碱基配对关系，在适宜的条件温度及离子强度下，就可以在不同的分子间构及离子强度下，就可以在不同的分子间构成杂化双链。成杂化双链。这种

10、杂化双链可以在不同的这种杂化双链可以在不同的DNA与与DNA之间构成，也可以在之间构成，也可以在DNA和和RNA分子间或者分子间或者RNA与与RNA分子间构成。这种景象称为核酸分子间构成。这种景象称为核酸分子杂交。分子杂交。核酸分子杂交核酸分子杂交DNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性 不同来源的不同来源的DNA分子分子 核酸分子杂交的运用核酸分子杂交的运用1研讨研讨DNA分子中某一种基因的位置分子中某一种基因的位置2确定两种核酸分子间的序列类似性确定两种核酸分子间的序列类似性3检测某些专注序列在待检样品中存在检测某些专注序列在待检样品中存在与否与否4是基因芯片技术的根底是基

11、因芯片技术的根底 可发生杂交的核酸分子可发生杂交的核酸分子(1)两条同源的两条同源的DNA链链(2)两条同源的两条同源的RNA链链(3)一条一条DNA链一条链一条RNA链链核酸酶是指一切可以水解核酸的酶核酸酶是指一切可以水解核酸的酶根据底物不同分类根据底物不同分类DNA酶：专注降解酶：专注降解DNA。RNA酶：专注降解酶：专注降解RNA。根据切割部位不同根据切割部位不同核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。限制性核酸内切酶。核酸外切酶：核酸外切酶：5 3 或或3 5 核酸外切酶。核酸外切酶。第第 五五 节节 核核 酸酸 酶酶u参与参与DNA的合成与修复及的合成与修复及RNA合成后的剪合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程接等重要基因复制和基因表达过程 u担任去除多余的、构造和功能异常的核酸，担任去除多余的、构造和功能异常的核酸，同时也可以去除侵入细胞的外源性核酸同时也可以去除侵入细胞的外源性核酸 u在消化液中降解食物中的核酸以利吸收在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 u体外重组体外重组DNA技术中的重要工具酶技