核酸化学2课件

DNA双链重新连接DNA双链穿过DNA的释放重复起始DNA双链断裂拓扑异构酶II的作用机制

拓扑异构酶

六、DNA与蛋白质复合物的结构

生物体内的核酸通常都与蛋白质结合形成复合物，以核蛋白（nucleoprotein）的形式存在。DNA分子十分巨大，与蛋白质结合后被组装到有限的空间中。１、病毒２、细菌拟核３、真核染色体噬菌体T2结构头部颈圈尾部基板尾丝尖钉动物病毒切面模式图

被膜（脂蛋白、碳水化合物）衣壳（蛋白质）核酸突起（糖蛋白）病毒粒组蛋白与DNA的结合核小体DNA的念珠状结构真核生物染色体DNA组装不同层次的结构

DNA（2nm）核小体链（11nm，每个核小体200bp）纤丝（30nm，每圈6个核小体）突环（150nm，每个突环大约75000bp）玫瑰花结（300nm，6个突环）螺旋圈（700nm，每圈30个玫瑰花）染色体（1400nm，

每个染色体含10个玫瑰花200bp）第四节

RNA的分子结构

一、RNA一级结构和类别二、tRNA的分子结构三、rRNA的分子结构四、mRNA的分子结构RNA的类别

信使RNA（messengerRNA，mRNA）：在蛋白质合成中起模板作用；核糖体RNA（ribosoalRNA，rRNA）：与蛋白质结合构成核糖体（ribosome）,核糖体是蛋白质合成的场所；转移RNA（transforRNA，tRNA）：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。tRNA的结构二级结构特征：单链三叶草叶形四臂四环三级结构特征：在二级结构基础上进一步折叠扭曲形成倒L型酵母tRNAAla

的二级结构

DHU环IGC反密码子反密码环氨基酸臂可变环TψC环CCAAla3´5´

rRNA的分子结构特征：单链，螺旋化程度较tRNA低

与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能5sRNA的二级结构

mRNA的分子结构原核生物mRNA特征：

先导区+翻译区（多顺反子）+末端序列真核生物mRNA特征：

“帽子”（m7G-5´ppp5´-N-3´p）+单顺反子+“尾巴”（PolyA）原核细胞mRNA的结构特点5´3´顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序先导区末端顺序真核细胞mRNA的结构特点AAAAAAA-OH5´“帽子”PolyA

3´

顺反子m7G-5´ppp-N-3´p第五节核酸的某些理化性质及

核酸研究常用技术

一、核酸的两性解离性质

二、核酸的紫外吸收（λmax=260nm）三、核酸的变性、复性和分子杂交

四、核酸的熔解温度（Tm）五、核酸的沉降性质核苷酸的解离曲线pK1=0.9第一磷酸基pK3=6.2第二磷酸基pK2=3.7含氮环腺嘌呤核苷酸pK1=0.7第一磷酸基pK3=6.1第二磷酸基pK2=3.7含氮环烯醇式羟基鸟嘌呤核苷酸pK1=0.8第一磷酸基pK3=6.3第二磷酸基pK2=4.3含氮环胞嘧啶核苷酸pK1=1.0第一磷酸基pK3=6.4第二磷酸基烯醇式羟基尿嘧啶核苷酸pH离子化程度小牛胸线DNA的滴定曲线pHDNA的变性过程加热部分双螺旋解开无规则线团链内碱基配对核酸的变性、复性和杂交变性（加热）探针杂交（缓慢冷却）复性（缓慢冷却）

变性：在物理、化学因素影响下，DNA碱基对间的氢键断裂，双螺旋解开，这是一个是跃变过程，伴有A260增加（增色效应）,DNA的功能丧失。复性：在一定条件下，变性DNA单链间碱基重新配对恢复双螺旋结构，伴有A260减小（减色效应）,DNA的功能恢复。分子杂交的原理示意图

不同来源的DNA单链间或单链DNA与RNA之间只要有碱基配对的区域，在复性时可形成局部双螺旋区，称核酸分子杂交（hybridization）制备特定的探针（probe）通过杂交技术可进行基因的检测和定位研究。实例：southern印迹法Tm：熔解温度（meltingtemperature）Polyd(A-T)DNAPolyd(G-C)

DNA的变性发生在一个很窄的温度范围内，通常把热变性过程中A260达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度，用Tm表示。

Tm的大小与DNA分子中（G+C）的百分含量成正相关，测定Tm值可推算核酸碱基组成及判断DNA纯度。某些DNA的Tm值60801001.01.41.2100%A260t\0CTmTmTm123123人类基因组计划概况

（HumanGenomeProject，HGP）

该计划是美国科学家在1985年率先提出，1990年正式启动。美、英、德、法、日先后参加了此项工作，1999年我国成为HGP的第六个成员国。

HGP旨在阐明人类基因组DNA所具有的3×109核苷酸的序列，发现所有的人类基因并阐明其在染色体上的位置，破译人类的全部遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。到目前为止，已完成了人类基因组的框架图，测序的工作已基本完成。

HGP的实施，揭开了生命科学新的一页，它可以造福于人类，但也面临的伦理的挑战。HGP取得的成就

完成了人类基因组工作草图绘制,揭示了人类基因组若干细节基本上测定了人类基因组上的碱基序列一些模式生物(果蝇、拟南介等)和作物（如水稻）基因草图绘制成功，测序基本完成促进了生物信息学、蛋白质组学、糖组学的迅猛发展人类基因组草图绘就，中国科学家功不可没HGP面临的挑战基因的隐私权问题基因组图谱和信息的使用与人的社会权利问题基因资源问题基因知识的滥用问题人类将进入生物经济时代基因——操纵生命的工具基因组——潜藏着巨大的经济价值基因技术——21世纪的投资热点

谁掌握了人类基因图谱，就等于谁破译了人类的生命密码，获得了操纵生命的工具。与互联网相比，网络只是对人类的信息沟通带来了巨大的革命，而基因领域的革命则能够从根本上改变人类的命运，基因工程所带来的商业机会将会大大超过网络。离心机结构示意图转头转头腔沉降样品驱动马达真空冷冻

沉降系数

（sedimentationcoefficient）

生物大分子在单位离心力场作用下的沉降速度称为沉降系数。即沉降系数是微颗粒在离心力场的作用下，从静止状态到达极限速度所需要的时间。数学定义式为：

沉降系数单位：由于蛋白质、核酸、病毒等的沉降系数介于1×10-13到200×10-13秒的范围，为方便起见，把作为沉降系数的一个单位，用Svedberg单位，用即S表示。沉降系数（s）与相对分子量（Mr）的关系:Mr=RTsD(1-)Svedberg方程:d/dt2

s=问答题1、某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。2、DNA双螺旋结构是什么时候，由谁提出来的？试述其结构模型。3、DNA双螺旋结构有些什么基本特点？这些特点能解释哪些最重要的生命现象？4、tRNA的结构有何特点？有何功能？5、DNA和RNA的结构有何异同？6、简述核酸研究的进展，在生命科学中有何重大意义？6、计算（1）分子量为3105的双股DNA分子的长度；