生物化学-核酸课件

第二章核酸

Nucleicacid

(5个学时）第二章核酸1概述一、核酸

1869年，瑞士的一位年青科学家F.Miescher（1844-1895）从外科绷带上脓细胞的细胞核中分离出一种有机物，称为核素，由于它有很强的酸性，就改称为核酸。概述一、核酸21889年，Altmann从酵母和动物组织中提取出不含蛋白质的核酸；1902年，E.Fischer因研究糖和嘌呤获诺贝尔化学奖；其中的嘌呤和嘧啶主要由Kossel等人鉴定；1909年，Levene和Jacobes鉴定D-核糖；1910年，Kossel因核酸化学的成就而获诺贝尔生理学奖；1912年，Levene提出“四核苷酸假说”；1944年，Avery的肺炎双球菌转化试验；1952年，Chargaff定则的提出；1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；1958年，Crick提出“中心法则”；1970年，Smith和Wilcox发现限制性内切酶；1973年，Cohen获得第一个DNA体外重组体；1975年，Sanger发明酶法DNA快速测序；1985年，Mullis发明PCR技术；1889年，Altmann从酵母和动物组织中提取出不含蛋白质31928年，英国GriffithS型肺炎球菌：有荚膜，菌落表面光滑R型肺炎球菌：没有荚膜，菌落表面粗糙

著名的肺炎球菌实验

1928年，英国Griffith著名的肺炎球菌实验4生物化学——核酸课件5结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。这种生物分子或遗传物质是什么呢？

著名的肺炎球菌实验

纽约洛克非勒研究所Avery

从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。1944年结论：DNA是生命的遗传物质结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或6第一节核酸的概念与组成成分核酸分为两大类脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid第一节核酸的概念与组成成分核酸分为两大类71、脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid遗传信息的载体1、脱氧核糖核酸（DNA）遗传信息的载体898％核中（染色体中）真核线粒体（mDNA）

核外叶绿体（ctDNA）DNA拟核原核核外：质粒（plasmid）

病毒：DNA病毒98％核中（染色体中）92、核糖核酸（RNA）

RibonucleicAcid

RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。RNA为单链分子。

根据RNA的功能，可以分为mRNA、tRNA和rRNA三种。2、核糖核酸（RNA）10rRNA（ribosomalRNA)

核糖体RNA

RNA总量的80%是核糖体的骨架，蛋白质的合成场所。

rRNA（ribosomalRNA)RNA总量的8011tRNA：（transferRNA)转移、转运、受体RNA

RNA总量的15%氨基酸的受体（识别）

携带活化的氨基酸（转运）

种类很多,转移丙氨酸的tRNA叫做丙氨酸tRNA（或tRNAAla）

tRNA：（transferRNA)RNA总量的15%12mRNA：(messengerRNA)

信使RNA

转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的生物合成,是蛋白质的模板。mRNA种类很多，而且大小不一。mRNA：(messengerRNA)

信使RNA13已经发现的RNA种类名称缩写功能核蛋白体RNArRNA核蛋白体组成成分信使RNAmRNA蛋白质合成模板转运RNAtRNA转运氨基酸不均一核RNAhnRNA成熟mRNA的前体核内小RNAsnRNA参与hnRNA的剪接转运核仁小RNAsnoRNArRNA的加工和修饰胞质小RNAscRNA蛋白质内质网定位合成信号识别的组成成分已经发现的RNA种类名称缩写功能核蛋白体RNArRNA核蛋白14RNA在蛋白质合成中的作用RNA在蛋白质合成中的作用153.mRNA信使RNA1.rRNA核糖体RNA2.tRNA转运RNA

3.mRNA1.rRNA核糖体RNA2.tRNA转运16

核酸的化学组成核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸组成,而核苷则由戊糖和碱基形成DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。核酸的化学组成核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，17核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水解核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水18核酸代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA而言为核糖；

代表碱基

代表磷酸基核苷酸核酸代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA而言为核191、戊糖β－D－核糖(inRNA)β-D-2′-脱氧核糖(inDNA)1、戊糖β－D－核糖β-D-2′-脱氧核糖202、碱基RNADNA

嘧啶环

嘌呤环尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C鸟嘌呤G腺嘌呤A2、碱基RNADNA嘧啶环嘌呤环尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞21稀有碱基（微量碱基、修饰碱基）嘌呤——次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、N2、N2-二甲基鸟嘌呤。嘧啶——5-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶、二氢尿嘧啶、4-硫尿嘧啶都是基本碱基的化学修饰型。tRNA中含有较多的稀有碱基

稀有碱基（微量碱基、修饰碱基）嘌呤——次黄嘌呤、1-甲基次黄223、核苷与核苷酸戊糖3、核苷与核苷酸戊糖23H2OH2O碱基磷酸戊糖糖苷键（N—C）脂键核苷核苷酸H2OH2O碱基磷酸戊糖糖苷键脂键核苷核苷酸24核苷酸碱基连接（糖苷键）脂键（对DNA为H）1′

2′

3′

4′

5′

核苷酸碱基连接（糖苷键）脂键（对DNA为H）1′2′325八种核苷酸如下表所示

M—单(D—二、T—三）；P—磷酸RNA的名称为某（二、三）苷酸，DNA在某（二、三）前加脱氧两字。如AMP称腺苷—磷酸(或腺苷酸），dAMP称为脱氧腺苷—磷酸（脱氧腺苷酸）。稀有核苷酸与上类似八种核苷酸如下表所示M—单(D—二、T—三）264、生物体内某些重要的核苷酸衍生物(1)核苷多磷酸化合物：NDP、NTPdNDP、dNTPAMPADPATP4、生物体内某些重要的核苷酸衍生物(1)核苷多磷酸化合物：27(2)环核苷酸：cAMP、cGMP第二信使

cAMP

cGMP(2)环核苷酸：cAMP、cGMP第二信使cAMPc28(3)肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)(4)辅酶：NAD、NADP、FMNIMPGMP(3)肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)(4)辅酶：NAD、295、核苷酸的生物学作用参与核酸、蛋白质、糖与磷脂的合成；在能量转化中起重要作用；是构成多种辅酶的成分；参与细胞中的代谢与调节5、核苷酸的生物学作用参与核酸、蛋白质、糖与磷脂的合成；30第二节DNA的结构一、核酸的一级结构定义：指核酸上的核苷酸排列顺序。(核苷酸相当于氨基酸、单糖的角色）连接键：3’，5’-磷酸二酯键骨架：多核苷酸的主链是戊糖和磷酸构成的走向：5’3’第二节DNA的结构一、核酸的一级结构31脱H2O脂键相连3`，5`-磷酸二酯键首尾3`5`脱H2O3`，5`-磷酸二酯键首尾3`5`32TTT核苷酸的一级结构TTT核苷酸的一级结构33核酸一级结构的简写形式线条式缩写戊糖3`-OH5`-磷酸PA核苷酸5`3`首端末端PPPPPP

TCTAGC

OH

pApCpGpTpAOHpA-C-G-T-AOHpA·C·G·T·AOHpACGTAOH核酸一级结构的简写形式线条式缩写戊糖3`-OH5`-磷酸PA34二、DNA分子的结构1、DNA的碱基组成

Chargaff定则：A=T，G≡C，即A+G=T+C碱基组成有种的特异性

不具有组织特异性。

二、DNA分子的结构1、DNA的碱基组成Chargaff定352、DNA的二级结构——Watson和Crick的双螺旋结构模型

实验依据：

电位滴定行为

碱基组成规律χ-光衍射数据2、DNA的二级结构——实验依据：电位滴定行为

36生物化学——核酸课件37双螺旋模型特征结构大部分DNA所具有的双螺旋结构，亦称为B型小沟大沟1.反向、平行、右手螺旋5`3`5`3`2.链间碱基配对相连3.每10个碱基对螺旋上升一周4.螺距为3.4nm,相邻碱基对平面距离0.34nm5.一条链为主动链，另一条为被动链；双螺旋模型特征结构大部分DNA所具有的双螺旋结构，亦称为B38碱基间的氢键碱基间的氢键39碱基成对规律→当一条链的碱基顺序确定，则另一条必有相对应的碱基顺序，但两条链的碱基组成和排列顺序并不相同。5，—ATTGCTA—3，3，—TAACGAT—5，碱基成对规律→40双螺旋结构的稳定因素：问题：起稳定作用的有哪些力呢？

疏水作用力（主要）

（碱基堆积力）氢键离子键双螺旋结构的稳定因素：问题：起稳定作用的有哪些力呢？41

在真核及原核细胞皆有证据显示短的Z型DNA在。其他类型的DNA双螺旋Z型DNA左旋、细长

在真核及原核细胞皆有证据显示短的Z型DNA在。其他类型42问题：DNA双螺旋模型的提出有什么意义？（1）第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNA复制的机理，以准确的语言回答了DNA是如何成为遗传物质的。大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展，被誉为20世纪最伟大的发现之一。

（2）最主要的成就是碱基互补（配对）。根据碱基互补，Watson和Crick提出DNA的半保留复制机制。半保留复制保证了亲代与子代性状的相似性，解释了遗传性状的稳定性。问题：（1）第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNA复制的机43DNA双螺旋分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象。原核生物DNA、真核生物细胞器DNA的三级结构是超螺旋真核生物染色体DNA的三级结构是核小体。3、DNA的三级结构DNA双螺旋分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象。3、44真核细胞染色体的DNA念珠状三级结构

染色体的基本单位是核小体；核小体由DNA和组蛋白构成。组蛋白H2A，H2B，H3和H4各两分子构成组蛋白八聚体，DNA双螺旋分子缠绕其上1.75圈（146bp）----核小体的核心颗粒。核小体的核心颗粒之间由DNA和组蛋白H1连接真核细胞染色体的DNA念珠状三级结构

染色体的基本单位是核小45生物化学——核酸课件46生物化学——核酸课件47生物化学——核酸课件48第三节RNA分子的结构

一级结构中的戊糖是核糖，碱基中有尿嘧啶，而没有胸腺嘧啶。大多数RNA分子是一条单链。局部的碱基互补配对（A-U、C-G），构成双螺旋双螺旋部分稳定因素：碱基堆积力

第三节RNA分子的结构一级结构中的戊糖是核49Bulge-凸起；hairpin-发夹Bulge-凸起；hairpin-发夹501、tRNA的结构

tRNA的二级结构——三叶草型（四臂四环）

四环：二氢尿嘧啶环（D环）、反密码环、ΤψC环、可变环

四臂：二氢尿嘧啶臂（D臂）、反密码臂、

ΤψC臂、氨基酸臂

1、tRNA的结构tRNA的二级结构——三叶草型（四臂51tRNA的三叶草型二级结构123叶子反密码子环

反密码子载运氨基酸臂4tRNA的三叶草型二级结构123叶子反密码子环反密码子载运52包含有3’-末端和5’-末端3’-末端是CCA携带氨基酸

与氨基酸接受区相对

环：7个核苷酸残基

臂：5bp

环正中的3个核苷酸残基

称为反密码子。氨基酸接受区：

反密码区：包含有3’-末端和5’-末端与氨基酸接受区相对氨基酸接受区53环：8-12个核苷酸臂：3-4bp二氢尿嘧啶区TC区可变区tRNA在此环中含有TC环：7个核苷酸臂：5bp变化较大，3-18个核苷酸环：8-12个核苷酸二氢尿嘧啶区TC区可变区tRNA在此54tRNA的三级结构——倒L型

在二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对目前已知的tRNA的三级结构均为倒L形。tRNA的三级结构——倒L型在二级结构的基础上，突环上552、mRNA的结构

不均一核RNA（heterogeneounuclearRNA，hnRNA）在细胞核内合成的mRNA的初级产物，经过剪接成为成熟的mRNA并移到细胞质。2、mRNA的结构563、rRNA的结构占RNA总量的80％原核生物真核生物核糖体rRNA核糖体rRNA30S70s50S16S5S、23S40S80S60S18S5S、5.8S、28S3、rRNA的结构占RNA总量的80％原核生物真核生物核糖体57

动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA,5.8SrRNA，18SrRNA，28SRNA

许多rRNA形成发夹形结构动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA,5.8S58第四节核酸的性质

一、一般性质：1、两性电解质：通常偏酸2、性状：DNA白色纤维状固体，RNA为白色粉末。3、溶解度：微溶于水，不溶于一般的有机溶剂。4、分子性状：DNA大多为线性分子，不对称。5、粘度：DNA溶液粘度极大，RNA溶液粘度要小的得多。6、含磷量——恒定：RNA为9.4%、DNA为9.9%第四节核酸的性质一、一般性质：1、两性电解质：通常偏酸597、颜色反应1)D核糖+浓HCl+苔黑酚（甲基间苯二酚）共热产生绿色，测定RNA。2)D-2-脱氧核糖+酸+二苯胺共热产生蓝紫色，测定DNA。7、颜色反应1)D核糖+浓HCl+苔黑酚（甲基间苯60二、核酸的紫外吸收

在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组份定性和定量测定的依据。二、核酸的紫外吸收在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭61天然核酸紫外吸收值小于各成分核苷酸光吸收之和（为什么？）是有规律的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造成的。天然核酸紫外吸收值小于各成分核苷酸光吸收之和（为什么？）62三、核酸的水解1、酸碱水解酸解：嘌呤糖苷键>嘧啶糖苷键>磷酸酯键；

（从易难）碱解：RNA稀碱条件下降解，而DNA则不被降解；DNA比RNA耐碱。2、核酸的酶解

核酸水解酶：催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键。三、核酸的水解1、酸碱水解2、核酸的酶解核酸水解酶：催化水63根据底物分：DNase和RNase根据作用方式分：核酸外切酶和核酸内切酶。核酸外切酶：从多聚核苷酸链的3’-端或5’-端开始，逐个水解切除核苷酸；核酸内切酶：从多聚核苷酸链中间某个位点开始切断磷酸二酯键。其中限制性核酸内切酶特异性地水解核酸中某些特定碱基顺序部位。根据底物分：DNase和RNase64四、核酸的变性、复性及杂交

1、变性（denaturation）：高温、酸、碱及某些变性剂（如尿素）能破坏核酸中的氢键，使有规律的螺旋型结构变成单链的、无规律的“线团”，此作用称为核酸的变性。

蛋白质：高级结构松散肽链变性（变性不涉及肽键）核酸：螺旋结构无规则线团变性（变性不涉及磷酸二脂键的断裂）四、核酸的变性、复性及杂交1、变性（denaturatio65生物化学——核酸课件66DNA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DNA的变性过程加热部分双螺旋解开无规则线团672、变性重要特征——判断变性的标志

紫外吸收值急剧增加——增色效应

粘度下降，比旋下降生物活性丧失结构松散，容易被酶解核酸变性的因素:温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的变性。2、变性重要特征——判断变性的标志紫外吸收值急剧增加——683、DNA的热变性

DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将引起DNA变性的温度称为“熔点”或“解链温度”，用Tm表示，在此温度可得到紫外吸收最大变化值的一半。（双螺旋结构失去一半时）。Tm值是DNA的一个特征常数3、DNA的热变性DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温69Polyd(A-T)DNAPolyd(G-C)某些DNA的Tm值60801001.01.41.2100%A260t\0CTmTmTm123132Polyd(A-T)DNAPolyd(G-C)某些DNA70影响Tm值的因素:

DNA的Tm值与分子中的G和C的含量有关。

（G+C)%=(Tm-69.3)*2.44

介质的离子强度:DNA的应保存在含盐的缓冲液中，离子强度较低的介质Tm较低溶液的pH值：高pH下广泛去质子而丧失形成氢键的能力，pH大于11.3时，DNA完全变性。变性剂：尿素、甲醛等破坏氢键，妨碍碱基堆积，使Tm下降。影响Tm值的因素:DNA的Tm值与分子中的G和C的含量714、复性DNA热变性在一定条件下是可逆的，DNA水溶液加热变性时，双螺旋的两条链分开，如果将溶液缓慢冷却，则两条链可能发生特异的重组而恢复成双螺旋，这种现象称“退火”（annealing），这种双螺旋的重组过程称复性。

4、复性DNA热变性在一定条件下是可逆的，DNA水溶液加热变72高温变性缓慢冷却热复性急速冷却复性失败核酸的复性高温变性缓慢冷却热复性急速冷却复性失败核酸的复性73

紫外吸收值A260降低（减色效应）复性的特征比旋上升，粘度上升。生物活性部分恢复。

温度要逐步降低，变性DNA浓度高，影响复性因素DNA片断大则复性就慢，具有很多重复序列的DNA复性也快

紫外吸收值745、核酸的分子杂交(hybridization)

定义：不同核酸单链通过碱基配对形成杂交分子的过程。

分子杂交不仅可以在不同来源的DNA片段中形成，甚至可以在DNA和RNA之间也可以形成DNA—RNA杂交分子。

5、核酸的分子杂交(hybridization)定义：不同75第二章核酸

Nucleicacid

(5个学时）第二章核酸76概述一、核酸

1869年，瑞士的一位年青科学家F.Miescher（1844-1895）从外科绷带上脓细胞的细胞核中分离出一种有机物，称为核素，由于它有很强的酸性，就改称为核酸。概述一、核酸771889年，Altmann从酵母和动物组织中提取出不含蛋白质的核酸；1902年，E.Fischer因研究糖和嘌呤获诺贝尔化学奖；其中的嘌呤和嘧啶主要由Kossel等人鉴定；1909年，Levene和Jacobes鉴定D-核糖；1910年，Kossel因核酸化学的成就而获诺贝尔生理学奖；1912年，Levene提出“四核苷酸假说”；1944年，Avery的肺炎双球菌转化试验；1952年，Chargaff定则的提出；1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构；1958年，Crick提出“中心法则”；1970年，Smith和Wilcox发现限制性内切酶；1973年，Cohen获得第一个DNA体外重组体；1975年，Sanger发明酶法DNA快速测序；1985年，Mullis发明PCR技术；1889年，Altmann从酵母和动物组织中提取出不含蛋白质781928年，英国GriffithS型肺炎球菌：有荚膜，菌落表面光滑R型肺炎球菌：没有荚膜，菌落表面粗糙

著名的肺炎球菌实验

1928年，英国Griffith著名的肺炎球菌实验79生物化学——核酸课件80结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。这种生物分子或遗传物质是什么呢？

著名的肺炎球菌实验

纽约洛克非勒研究所Avery

从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。1944年结论：DNA是生命的遗传物质结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或81第一节核酸的概念与组成成分核酸分为两大类脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid第一节核酸的概念与组成成分核酸分为两大类821、脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid遗传信息的载体1、脱氧核糖核酸（DNA）遗传信息的载体8398％核中（染色体中）真核线粒体（mDNA）

核外叶绿体（ctDNA）DNA拟核原核核外：质粒（plasmid）

病毒：DNA病毒98％核中（染色体中）842、核糖核酸（RNA）

RibonucleicAcid

RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。RNA为单链分子。

根据RNA的功能，可以分为mRNA、tRNA和rRNA三种。2、核糖核酸（RNA）85rRNA（ribosomalRNA)

核糖体RNA

RNA总量的80%是核糖体的骨架，蛋白质的合成场所。

rRNA（ribosomalRNA)RNA总量的8086tRNA：（transferRNA)转移、转运、受体RNA

RNA总量的15%氨基酸的受体（识别）

携带活化的氨基酸（转运）

种类很多,转移丙氨酸的tRNA叫做丙氨酸tRNA（或tRNAAla）

tRNA：（transferRNA)RNA总量的15%87mRNA：(messengerRNA)

信使RNA

转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的生物合成,是蛋白质的模板。mRNA种类很多，而且大小不一。mRNA：(messengerRNA)

信使RNA88已经发现的RNA种类名称缩写功能核蛋白体RNArRNA核蛋白体组成成分信使RNAmRNA蛋白质合成模板转运RNAtRNA转运氨基酸不均一核RNAhnRNA成熟mRNA的前体核内小RNAsnRNA参与hnRNA的剪接转运核仁小RNAsnoRNArRNA的加工和修饰胞质小RNAscRNA蛋白质内质网定位合成信号识别的组成成分已经发现的RNA种类名称缩写功能核蛋白体RNArRNA核蛋白89RNA在蛋白质合成中的作用RNA在蛋白质合成中的作用903.mRNA信使RNA1.rRNA核糖体RNA2.tRNA转运RNA

3.mRNA1.rRNA核糖体RNA2.tRNA转运91

核酸的化学组成核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸组成,而核苷则由戊糖和碱基形成DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。核酸的化学组成核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，92核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水解核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水93核酸代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA而言为核糖；

代表碱基

代表磷酸基核苷酸核酸代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA而言为核941、戊糖β－D－核糖(inRNA)β-D-2′-脱氧核糖(inDNA)1、戊糖β－D－核糖β-D-2′-脱氧核糖952、碱基RNADNA

嘧啶环

嘌呤环尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C鸟嘌呤G腺嘌呤A2、碱基RNADNA嘧啶环嘌呤环尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞96稀有碱基（微量碱基、修饰碱基）嘌呤——次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、N2、N2-二甲基鸟嘌呤。嘧啶——5-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶、二氢尿嘧啶、4-硫尿嘧啶都是基本碱基的化学修饰型。tRNA中含有较多的稀有碱基

稀有碱基（微量碱基、修饰碱基）嘌呤——次黄嘌呤、1-甲基次黄973、核苷与核苷酸戊糖3、核苷与核苷酸戊糖98H2OH2O碱基磷酸戊糖糖苷键（N—C）脂键核苷核苷酸H2OH2O碱基磷酸戊糖糖苷键脂键核苷核苷酸99核苷酸碱基连接（糖苷键）脂键（对DNA为H）1′

2′

3′

4′

5′

核苷酸碱基连接（糖苷键）脂键（对DNA为H）1′2′3100八种核苷酸如下表所示

M—单(D—二、T—三）；P—磷酸RNA的名称为某（二、三）苷酸，DNA在某（二、三）前加脱氧两字。如AMP称腺苷—磷酸(或腺苷酸），dAMP称为脱氧腺苷—磷酸（脱氧腺苷酸）。稀有核苷酸与上类似八种核苷酸如下表所示M—单(D—二、T—三）1014、生物体内某些重要的核苷酸衍生物(1)核苷多磷酸化合物：NDP、NTPdNDP、dNTPAMPADPATP4、生物体内某些重要的核苷酸衍生物(1)核苷多磷酸化合物：102(2)环核苷酸：cAMP、cGMP第二信使

cAMP

cGMP(2)环核苷酸：cAMP、cGMP第二信使cAMPc103(3)肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)(4)辅酶：NAD、NADP、FMNIMPGMP(3)肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)(4)辅酶：NAD、1045、核苷酸的生物学作用参与核酸、蛋白质、糖与磷脂的合成；在能量转化中起重要作用；是构成多种辅酶的成分；参与细胞中的代谢与调节5、核苷酸的生物学作用参与核酸、蛋白质、糖与磷脂的合成；105第二节DNA的结构一、核酸的一级结构定义：指核酸上的核苷酸排列顺序。(核苷酸相当于氨基酸、单糖的角色）连接键：3’，5’-磷酸二酯键骨架：多核苷酸的主链是戊糖和磷酸构成的走向：5’3’第二节DNA的结构一、核酸的一级结构106脱H2O脂键相连3`，5`-磷酸二酯键首尾3`5`脱H2O3`，5`-磷酸二酯键首尾3`5`107TTT核苷酸的一级结构TTT核苷酸的一级结构108核酸一级结构的简写形式线条式缩写戊糖3`-OH5`-磷酸PA核苷酸5`3`首端末端PPPPPP

TCTAGC

OH

pApCpGpTpAOHpA-C-G-T-AOHpA·C·G·T·AOHpACGTAOH核酸一级结构的简写形式线条式缩写戊糖3`-OH5`-磷酸PA109二、DNA分子的结构1、DNA的碱基组成

Chargaff定则：A=T，G≡C，即A+G=T+C碱基组成有种的特异性

不具有组织特异性。

二、DNA分子的结构1、DNA的碱基组成Chargaff定1102、DNA的二级结构——Watson和Crick的双螺旋结构模型

实验依据：

电位滴定行为

碱基组成规律χ-光衍射数据2、DNA的二级结构——实验依据：电位滴定行为

111生物化学——核酸课件112双螺旋模型特征结构大部分DNA所具有的双螺旋结构，亦称为B型小沟大沟1.反向、平行、右手螺旋5`3`5`3`2.链间碱基配对相连3.每10个碱基对螺旋上升一周4.螺距为3.4nm,相邻碱基对平面距离0.34nm5.一条链为主动链，另一条为被动链；双螺旋模型特征结构大部分DNA所具有的双螺旋结构，亦称为B113碱基间的氢键碱基间的氢键114碱基成对规律→当一条链的碱基顺序确定，则另一条必有相对应的碱基顺序，但两条链的碱基组成和排列顺序并不相同。5，—ATTGCTA—3，3，—TAACGAT—5，碱基成对规律→115双螺旋结构的稳定因素：问题：起稳定作用的有哪些力呢？

疏水作用力（主要）

（碱基堆积力）氢键离子键双螺旋结构的稳定因素：问题：起稳定作用的有哪些力呢？116

在真核及原核细胞皆有证据显示短的Z型DNA在。其他类型的DNA双螺旋Z型DNA左旋、细长

在真核及原核细胞皆有证据显示短的Z型DNA在。其他类型117问题：DNA双螺旋模型的提出有什么意义？（1）第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNA复制的机理，以准确的语言回答了DNA是如何成为遗传物质的。大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展，被誉为20世纪最伟大的发现之一。

（2）最主要的成就是碱基互补（配对）。根据碱基互补，Watson和Crick提出DNA的半保留复制机制。半保留复制保证了亲代与子代性状的相似性，解释了遗传性状的稳定性。问题：（1）第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNA复制的机118DNA双螺旋分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象。原核生物DNA、真核生物细胞器DNA的三级结构是超螺旋真核生物染色体DNA的三级结构是核小体。3、DNA的三级结构DNA双螺旋分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象。3、119真核细胞染色体的DNA念珠状三级结构

染色体的基本单位是核小体；核小体由DNA和组蛋白构成。组蛋白H2A，H2B，H3和H4各两分子构成组蛋白八聚体，DNA双螺旋分子缠绕其上1.75圈（146bp）----核小体的核心颗粒。核小体的核心颗粒之间由DNA和组蛋白H1连接真核细胞染色体的DNA念珠状三级结构

染色体的基本单位是核小120生物化学——核酸课件121生物化学——核酸课件122生物化学——核酸课件123第三节RNA分子的结构

一级结构中的戊糖是核糖，碱基中有尿嘧啶，而没有胸腺嘧啶。大多数RNA分子是一条单链。局部的碱基互补配对（A-U、C-G），构成双螺旋双螺旋部分稳定因素：碱基堆积力

第三节RNA分子的结构一级结构中的戊糖是核124Bulge-凸起；hairpin-发夹Bulge-凸起；hairpin-发夹1251、tRNA的结构

tRNA的二级结构——三叶草型（四臂四环）

四环：二氢尿嘧啶环（D环）、反密码环、ΤψC环、可变环

四臂：二氢尿嘧啶臂（D臂）、反密码臂、

ΤψC臂、氨基酸臂

1、tRNA的结构tRNA的二级结构——三叶草型（四臂126tRNA的三叶草型二级结构123叶子反密码子环

反密码子载运氨基酸臂4tRNA的三叶草型二级结构123叶子反密码子环反密码子载运127包含有3’-末端和5’-末端3’-末端是CCA携带氨基酸

与氨基酸接受区相对

环：7个核苷酸残基

臂：5bp

环正中的3个核苷酸残基

称为反密码子。氨基酸接受区：

反密码区：包含有3’-末端和5’-末端与氨基酸接受区相对氨基酸接受区128环：8-12个核苷酸臂：3-4bp二氢尿嘧啶区TC区可变区tRNA在此环中含有TC环：7个核苷酸臂：5bp变化较大，3-18个核苷酸环：8-12个核苷酸二氢尿嘧啶区TC区可变区tRNA在此129tRNA的三级结构——倒L型

在二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对目前已知的tRNA的三级结构均为倒L形。tRNA的三级结构——倒L型在二级结构的基础上，突环上1302、mRNA的结构

不均一核RNA（heterogeneounuclearRNA，hnRNA）在细胞核内合成的mRNA的初级产物，经过剪接成为成熟的mRNA并移到细胞质。2、mRNA的结构1313、rRNA的结构占RNA总量的80％原核生物真核生物核糖体rRNA核糖体rRNA30S70s50S16S5S、23S40S80S60S18S5S、5.8S、28S3、rRNA的结构占RNA总量的80％原核生物真核生物核糖体132

动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA,5.8SrRNA，18SrRNA，28SRNA

许多rRNA形成发夹形结构动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA,5.8S133第四节核酸的性质

一、一般性质：1、两性电解质：通常偏酸2、性状：DNA白色纤维状固体，RNA为白色粉末。3、溶解度：微溶于水，不溶于一般的有机溶剂。4、分子性状：DNA大多为线性分子，不对称。5、粘度：DNA溶液粘度极大，RNA溶液粘度要小的得多。6、含磷量——恒定：RNA为9.4%、DNA为9.9%第四节核酸的性质一、一般性质：1、两性电解质：通常偏酸1347、颜色反应1)D核糖+浓HCl+苔黑酚（甲基间苯二酚）共热产生绿色，测定RNA。2)D-2-脱氧核糖+酸+二苯胺共热产生蓝紫色，测定DNA。7、颜色反应1)D核糖+浓HCl+苔黑酚（甲基间苯135二、核酸的紫外吸收

在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组份定性和定量测定的依据。二、核酸的紫外吸收在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭136天然核酸紫外吸收值小于各成分核苷酸光吸收之和（为什么？）是有规律的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造成的。天然核酸紫外吸收值小于各成分核苷酸光吸收之和（为什么？）137三、核酸的水解1、酸碱水解酸解：嘌呤糖苷键>嘧啶糖苷键>磷酸酯键；

（从易难）碱解：RNA稀碱条件下降解，而DNA则不被降解；DNA比RNA耐碱。2、核酸的酶解

核酸水解酶：催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键。三、核酸的水解1、酸碱水解2、核酸的酶解核酸水