细胞的化学组成市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、核酸结构和功效核 酸：是以单核苷酸为基本组成单位生物大分子，功效是携带和传递遗传信息。第1页二、核酸一级结构定义核酸中核苷酸排列次序。因为核苷酸间差异主要是碱基不一样，所以也称为碱基序列。5端3端CGA第2页A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 目 录第3页第二节DNA空间结构与功效Dimensional Structure and Function of DNA第4页DNA二级结构-双螺旋结构DNA双螺旋结构研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型关键点DNA超螺旋结构及其在染色质中组装DNA超螺旋

2、结构原核生物DNA高级结构DNA在真核生物细胞核内组装DNA功效第5页一、 DNA二级结构双螺旋结构第6页（一）DNA双螺旋结构研究背景 碱基组成份析Chargaff 规则：A = T,G = C.A+G=T+C.种不一样DNA组成不一样.同一个体不一样细胞DNA相同. 碱基理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维X-线衍射图谱分析 第7页（二） DNA双螺旋结构模型关键点 （Watson, Crick, 1953）DNA分子由两条相互平行但走向相反脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟(major groove

3、)及小沟(minor groove)相间。目 录第8页碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T; GC） 。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。目 录第9页碱基互补配对 TAGC第10页氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。目 录第11页（三）DNA双螺旋结构多样性目 录第12页DNA三级结构（一）DNA超螺旋结构超螺旋结构(superhelix 或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋(negative

4、 supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反 第13页意义DNA超螺旋结构整体或局部拓扑学改变及其调控对于DNA复制和RNA转录过程含有关键作用。 第14页三、DNA功效DNA基本功效：复制和转录模板是以基因形式荷载遗传信息，它是生命遗传物质基础，也是个体生命活动信息基础。基因：DNA功效区段。基因组：全部基因序列第15页RNA结构与功效Structure and Function of RNA第16页RNA种类、分布、功效第17页一 、信使RNA结构与功效hnRNA 内含子(intron)mRNA * mRNA成熟过程 外显子(exon)目 录第18页* mRNA结构特点1.帽：大多

5、数真核mRNA5末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸C2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。尾：大多数真核mRNA3末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。编码区：核苷酸残基第19页帽子结构第20页mRNA核内向胞质转位mRNA稳定性维系翻译起始调控 帽子结构和多聚A尾功效第21页* mRNA功效 把DNA所携带遗传信息，按碱基互补配对标准，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质氨基酸排列次序。DNAmRNA蛋白转录翻译原核细胞 细胞质细胞核DNA内含子外显子转录转录后剪接转运mRNAhnRNA翻译蛋白真核细胞 第22页tRNA一级结构特点分子量小，稀

6、有碱基多 含 1020% 稀有碱基，如 DHU 3末端为 CCA-OH 5末端大多数为G 含有 TC 二、转运RNA结构与功效第23页N,N二甲基鸟嘌呤N6-异戊烯腺嘌呤双氢尿嘧啶4-巯尿嘧啶 稀有碱基 第24页tRNA二级结构三叶草形四臂三环: 氨基酸臂 DHU(臂)环 反密码(臂)环 额外环(可变臂) TC(臂)环氨基酸臂额外环第25页* tRNA三级结构 倒L形* tRNA功效活化、搬运氨基酸到核糖体，参加蛋白质翻译。第26页* rRNA含量多rRNA结构核蛋白体RNA结构与功效* rRNA功效参加组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成场所。第27页* rRNA种类（依据沉降系数）真核生物5S

7、 rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNA第28页核蛋白体组成原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸18S1874个核苷酸蛋白质21种占总重量40%33种占总重量50%大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸120个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸160个核苷酸120个核苷酸蛋白质31种占总重量30%49种占总重量35%第29页一、什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)经过肽键(peptide bond

8、)相连形成高分子含氮化合物。第30页二、蛋白质生物学主要性1. 蛋白质是生物体主要组成成份分布广：全部器官、组织都含有蛋白质；细胞各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是细胞内最丰富有机分子，占人体干重45，一些组织含量更高，比如脾、肺及横纹肌等高达80。种类多:第31页1）作为生物催化剂（酶）2）代谢调整作用3）免疫保护作用4）物质转运和存放5）运动与支持作用6）参加细胞间信息传递2. 蛋白质含有主要生物学功效3. 氧化供能第32页蛋白质分子结构包含 一级结构(primary structure)二级结构(secondary structure)三级结构(tertiary structure)

9、四级结构(quaternary structure)高级结构第33页定义蛋白质一级结构指多肽链中氨基酸排列次序。一、蛋白质一级结构主要化学键肽键，有些蛋白质还包含二硫键。 第34页一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功效基础。目 录第35页蛋白质一级结构是空间结构和功效基础蛋白质一级结构研究主要意义:开辟了蛋白质结构与功效研究新领域, 使遗传病研究进入分子水平.1956年，剑桥大学，Ingram，镰刀状红 细胞性贫血，血红蛋白，谷氨酸缬氨酸 开辟了从分子水平硕士物进化新路径 为蛋白质人工合成提供了蓝图第36页二、蛋白质二级结构蛋白质分子中某一段肽链局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子相对空间位

10、置，并不包括氨基酸残基侧链构象 。定义 主要化学键： 氢键 第37页 蛋白质二级结构主要形式 -螺旋 ( -helix ) -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil ) 第38页（二） -螺旋结构关键点：多肽链主链围绕中心轴螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距0.54nm多为稳定右手螺旋相邻螺旋圈之间可形成氢键，与螺旋长轴基本平行侧链基团位于螺旋外侧第39页目 录第40页（三）-折叠结构特征： 多肽链中每个肽单元折叠成锯齿状； 全部肽键C=O和N=H形成链间氢键，与主链垂直 氨基酸残基位于锯齿状结构上、下方 两条或两

11、条以上肽段锯齿状结构方向可相同也可相反第41页第42页俯 视 图侧 视 图 -折叠（ -pleated sheet)模型图第43页（四）-转角和无规卷曲-转角 多肽链中出现180o回折肽段，又称发夹结构或U型回折，通常由4个氨基酸残基组成。第44页三、蛋白质三级结构疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 主要化学键整条肽链中全部氨基酸残基相对空间位置。即肽链中全部原子在三维空间排布位置。（一） 定义 第45页目 录第46页 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端第47页核糖核酸酶A三级结构第48页纤连蛋白分子结构域 （二）结构域大分子蛋白质三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状区

12、域，折叠得较为紧密，各行使其功效，称为结构域(domain) 。第49页溶菌酶结构域第50页亚基之间结协力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。四、蛋白质四级结构蛋白质分子中各亚基空间排布及亚基接触部位布局和相互作用，称为蛋白质四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整三级结构，称为蛋白质亚基 (subunit)。第51页亚基特点： 1、独立存在亚基无活性。 2、亚基间呈特定三维空间排布，依赖次级键维持其结构稳定 3、蛋白质分子中亚基可相同，也可不相同。第52页血红蛋白四级结构 第53页酶 酶：由生物细胞合成以蛋白质为主要成份，对底物起高效催化作用生物催化剂。还有一类含有催化作用核酸-核酶（ribozyme）第54页一、普通催化剂特点催化效率高反应前后质量不变催化热力学允许反应加速可逆反应进程不改变反应平衡点第55页二、酶促反应特点：酶高度催化效率（本质）酶催化含有高度特异性酶促反应条件温和酶促反应无副反应酶催化受调控第56页 核 酶催化性DNA (DNAzyme)