核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件

核酸的化学组成核酸的分子结构核酸的理化性质及应用核酸的结构和功能

Structureandfunctionofnucleicacid核酸的化学组成核酸的结构和功能

Structureand11核酸的种类分布和化学组成1.1核酸的发现及其生物学功能1.2核酸的种类和分布1.3核酸的化学组成1核酸的种类分布和化学组成1.1核酸的发现及其生物学功21.1核酸的发现及其生物学功能1868年瑞士科学家F.Miescher提取到一种富含磷的酸性有机物称为核素（Nulein）.1889年，Altman等从酵母和动物的细胞核中得到了不含蛋白质的称为核酸(nucleicacids).1944年O.T.Avery等的肺炎双球菌转化实验，证明了DNA就是遗传物质。1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了DNA是遗传物质1.1核酸的发现及其生物学功能1868年瑞士科学家F.M31.1.1格里费斯(GriffithF.，1928)：肺炎双球菌定向转化试验：

①无毒IIR型小鼠成活重现IIR型

②有毒IIIS型小鼠死亡重现IIIS型

③有毒IIIS型(65℃杀死)小鼠成活无细菌

④无毒IIR型+有毒IIIS型(65℃杀死)小鼠死亡重现IIIS型结论：

在加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够进入ⅡR型IIR型转变为ⅢS型无毒转变为有毒。1.1.1格里费斯(GriffithF.，1928)：4核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件51952年A.D.Hershey和M.Chase用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了DNA是遗传物质1.1.2A.D.HersheyM.Chase（1952年）1952年A.D.Hershey和M.Chase用35S6核酸作为遗传信息的载体，负责遗传信息的储存、传递和表达。核酸作为遗传信息的载体，负责遗传信息的储存、传递和表达。71.2核酸的种类和分布核酸核糖核酸nucleicacidribonucleicacidRNA核糖体RNA（ribosomeRNA,rRNA）信使RNA（messengerRNA,mRNA）nucleicacid转运RNA（transferRNA,tRNA）

脱氧核糖核酸deoxyribonucleicacidDNA1.2核酸的种类和分布核酸8DNA主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生物DNA主要存在于类核（nucleoid）中；核外也存在有少量DNA，如线粒体、叶绿体、质粒（plasmid）。RNA主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中mRNA存在于细胞质上清液中，占总RNA的5~10%。tRNA存在于细胞质上清液中，占总RNA的10~15%rRNA存在于核糖体中，占总RNA的75~80%；DNA9核酸核苷酸核苷磷酸碱基（嘌呤和嘧啶）戊糖（核糖或脱氧核糖）1.3核酸的化学组成1.3核酸的化学组成10核苷酸碱基核糖或脱氧核糖磷酸核苷酸碱基核糖或脱氧核糖磷酸11核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖12核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖13核糖环上的编号核糖环上的编号14嘧啶嘌呤嘧啶嘌呤15腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶16脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸17核糖核苷酸核糖核苷酸18稀有碱基稀有碱基19稀有碱基假尿嘧啶次黄嘌呤7-甲基鸟嘌呤硫尿嘧啶稀有碱基假尿嘧啶次黄嘌呤7-甲基鸟嘌呤硫尿嘧啶20磷酸与核苷的不同连接磷酸与核苷的不同连接21ATPADPAMPATP22ATPADPAMPdATPdADPdAMPGTPGDPGMPdGTPdGDPdGMPCTPCDPCMPdCTPdCDPdCMPUTPUDPUMPdTTPdTDPdTMPATPADPAMPdATPdADP23游离核苷酸及核苷酸衍生物：除形成核酸外，细胞内还存在多种游离核苷酸及核苷酸衍生物。比如第二信使cAMP，辅酶NADH等。游离核苷酸及核苷酸衍生物：242核酸的分子结构2.1DNA的分子结构2.2RNA的分子结构2核酸的分子结构2.1DNA的分子结构252.1DNA的分子结构DNA的一级结构DNA的二级结构DNA的三级结构2.1DNA的分子结构DNA的一级结构26DNA的一级结构DNA的一级结构指的是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方式和排列顺序。DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’-磷酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。E.coliDNA4106bp，1.4106nm；

人DNA2.9109bp9.9

108nmDNA的一级结构DNA的一级结构指的是组成DNA分子的脱氧核27方向方向28RNA易降解RNA易降解29核酸链示意图（线条式）核酸链示意图（线条式）305’pApCpTpTpGpApApCpG3’DNA5’pApCpUpUpGpApApCpC3’RNA简化为：5’pACTTGAACG3’DNA5’pACUUGAACG3’RNA核酸的文字表述方式5’pApCpTpTpGpApApCpG3’DNA核酸的31由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多聚核苷酸链长链。戊糖和磷酸构成了DNA的主链，碱基不参于主链而是向外伸出形成侧链，主链单调重复，侧链千变万化。一级结构中重要的是核苷酸的组成（数量）和排列顺序（碱基序列）。不同的DNA有不同的碱基组成和排列顺序，这是构成DNA作为遗传物质的关键因素。一级结构的基本特征由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多聚核苷酸32DNA的二级结构DNA双螺旋结构的主要依据双螺旋结构特征双螺旋结构的稳定因素DNA二级结构的多态性DNA的二级结构DNA双螺旋结构的主要依据33DNA双螺旋结构的主要依据Chatgaff规则1949-1951年Chatgaff应用紫外分光光度法和纸层析等技术，对不同来源的DNA进行碱基定量分析，得出组成DNA四种碱基的比例关系。不同来源的DNA中[A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C。DNA双螺旋结构的主要依据Chatgaff规则34不同来源DNA碱基组成的比例关系不同来源DNA碱基组成的比例关系35X－光衍射测定DNA结构Wilkins及其同事Franklin等用X-射线衍射方法获得的DNA结构资料。碱基之间可能存在氢键用电位滴定法证明DNA的磷酸基可以滴定，而嘌呤和嘧啶的-NH、-CO则不能滴定，因此它们之间形成氢键。X－光衍射测定DNA结构36核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件37核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件38脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接成反向平行的两条主链，它们绕一共同轴心向右盘旋形成双螺旋构型。形成大沟和小沟。螺旋直径2nm；螺旋周期包含10bp；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。双螺旋结构特征脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接成反向平行的两条主链，它们绕39碱基位于螺旋的内则，它们以垂直于螺旋轴的取向。磷酸和戊糖位于外侧，彼此间通过磷酸二酯键连接，形成DNA的骨架，糖环平面与中轴平行。碱基位于螺旋的内则，它们以垂直于螺旋轴的取向。磷酸和戊糖位于40同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。A-T、G-C间以氢键配对。A-T间形成两个氢键，G-C间形成三个氢键。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。A-T、G-C间以氢41双螺旋结构的稳定因素DNA结构稳定的最主要因素是碱基堆积力。层层堆积的芳香族碱基上的电子云交错形成了碱基堆积力，使DNA双螺旋结构内部形成疏水核心而不存在游离的水分子。碱基间的氢键。双螺旋外侧带负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键可减少双链间的静电斥力，因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。在原核生物中DNA通常和多胺类物质结合，在真核生物中则与组蛋白结合。双螺旋结构的稳定因素DNA结构稳定的最主要因素是碱基堆积力。42动画二级结构的多态性动画二级结构的多态性43核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件44核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件45三链DNA三链DNA46核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件47核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件48DNA的三级结构DNA的三级结构49核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件50正超螺旋左旋负超螺旋右旋正超螺旋负超螺旋51从DNA到染色体见动画从DNA到染色体见动画522.2RNA的分子结构tRNArRNAmRNA2.2RNA的分子结构tRNA53tRNA结构tRNA分子中含有氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TC环tRNA结构tRNA分子中含有氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码54氨基酸臂：7bp组成，富含G，5’-pG或pC，3’-CCA-OH，氨基酸连接在腺苷酸残基(A)上

。TψC环：由7个碱基组成，参与tRNA与核糖体表面的结合额外环或可变环：碱基种类和数量（3~18个碱基）高度可变，富含稀有碱基。环大小与生物种类有关，tRNA分类的指标。反密码子环：由7个碱基组成，处于中间位的3个碱基为反密码子，常含有次黄嘌呤核苷酸。反密码子可与mRNA中的密码子结合。毗邻反密码子的3‘端碱基往往为烷化修饰嘌呤，其5’端为U，即：U-反密码子-修饰嘌呤。氨基酸臂：7bp组成，富含G，5’-pG或pC，3’-CC55核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件56rRNA结构rRNA结构57⑴rRNA分子量为103-106D，存在于核糖体中，核糖体中有60%是rRNA，其余40%是蛋白质,占总RNA的75%-80%。原核生物大肠杆菌的rRNA有5S、16S和23SrRNA三种，动物细胞有5S、5.8S、18S和28SrRNA四种。⑴rRNA分子量为103-106D，存在于核糖体中，核糖58RNP结构5SRNA结构RNP结构5SRNA结构59mRNA结构mRNA是蛋白质生物合成的模板,是遗传信息的传递者.每一种蛋白质多肽链由一种特定的mRNA编码，故细胞内mRNA种类很多，但每一种mRNA的数量却很少（5%以下），瞬时含量低，代谢率高。分子大小差异很大.mRNA结构mRNA是蛋白质生物合成的模板,是遗传信息的传递60帽子结构区5’非编码区编码区3’非编码区polyA尾巴原核生物真核生物帽子结构区原核生物真核生物61帽子结构m7GPPPN，m7GPPPNm，m7GPPPNmNm尾巴结构帽子结构尾巴结构623核酸的理化性质及应用3.1核酸的一般性质3.2核酸的紫外吸收3.3核酸的变形复性和分子杂交3核酸的理化性质及应用3.1核酸的一般性质633.1.1溶解性3.1.2电性3.1.3粘度3.1.4电泳3.1.5核酸的水解3.1.6核酸的酸碱性质3.1核酸的一般性质3.1.1溶解性3.1核酸的一般性质643.1.1溶解性：

RNA为白色粉末状，DNA是白色纤维状固体，二者均溶于水，而不溶于一般有机溶剂中，故常用冷乙醇从水溶液中将核酸沉淀出来。(核蛋白)3.1.2电性：核酸是两性电解质，但酸性强，与金属离子结合成盐，也可与碱性蛋白（组蛋白）结合；介质pH大于4时，呈阴离子，电泳时向阳极移动；DNA在pH4~11间最稳定，超出此范围易变性。3.1.1溶解性：653.1.3粘度：大多数DNA为线性分子，长度可达数厘米，直径仅为2nm，故DNA溶液粘度很高，分子极易断裂；RNA溶液粘度较小。3.1.4电泳：由于核酸核酸在中性或碱性环境下带负电荷。因而可以利用电泳对核酸进行分离。电泳介质有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。电泳后的染色通常利用一种叫溴化乙锭的试剂，该分子呈扁平形，可插入核酸分子的碱基间。紫外线照射下会发出红橙色荧光。3.1.3粘度：663.1.5核酸的水解核酸带有糖苷键和磷酸二酯键，故可被酸、碱、酶水解嘌呤碱的N9或嘧啶碱的N1与戊糖的C1形成糖苷键磷酸基与2种戊糖分别形成核糖磷酸酯和脱氧核糖磷酸酯3.1.5核酸的水解核酸带有糖苷键和磷酸二酯键，故可被67酸水解糖苷键和磷酸二酯键都能被酸水解糖苷键比磷酸二酯键更易被酸水解嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键对酸更不稳定对酸最不稳定的是嘌呤与脱氧核糖之间的糖苷键酸水解糖苷键和磷酸二酯键都能被酸水解68碱水解RNA的磷酸二酯键易被碱水解，产生核苷酸DNA的磷酸二酯键不易被水解。碱水解RNA的磷酸二酯键易被碱水解，产生核苷酸693.1.6核酸的沉降特性溶液中的核酸分子在引力场中可以下沉。不同构象的核酸（线形，开环，超螺旋结构）、蛋白质及其他杂质在超离心机的强大引力场中，沉降的速率有很大差异，所以可以用超离心法纯化核酸，或将不同构象的核酸进行分离，也可以测定核酸的沉降常数与分子量。RNA分离常用蔗糖梯度。分离DNA时用得最多的是氯化铯梯度。3.1.6核酸的沉降特性溶液中的核酸分子在引力场中可以下703.2核酸的紫外吸收性质核酸分子中的嘌呤和嘧啶碱基中含有共轭双键体系，具有特殊的紫外吸收光谱，其最大吸收峰位于260nm处。可定量测定核酸的含量或鉴定核酸的纯度。纯DNA：OD260/OD280=1.8纯RNA：OD260/OD280=2.03.2核酸的紫外吸收性质核酸分子中的嘌呤和嘧啶碱基中713.3核酸的变性、复性、分子杂交核酸的变性是指因某些理化因素的影响使维持核酸空间结构的氢键和疏水键断裂，双螺旋结构解体，但不涉及核苷酸间共价键的断裂。核酸变性后，粘度降低，紫外吸收值增高(增色效应)，生物功能消失。3.3核酸的变性、复性、分子杂交核酸的变性是指因某些理化因72增色效应

核酸热变性时，紫外吸收随之增强的现象。减色效应核酸复性时，紫外吸收随之减弱的现象。增色效应73可引起核酸变性的因素由温度升高引起的变性称热变性。由酸碱度改变引起的称酸碱变性。尿素和甲醛也是核酸变性剂。前者常用于DNA聚丙烯酰胺凝胶电泳时DNA的变性,后者常用于琼脂糖凝胶电泳中ＲＮＡ的变性。提高离子强度，可以起到防止变性的作用可引起核酸变性的因素74TmDNA的热变性过程中光吸收达到最大吸收一半时的温度称为DNA的解链温度(meltingtemperature，简写Tm)或熔点TmDNA的热变性过程中光吸收达到最大吸收一半时的温度称为D75影响Tm的因素DNA的均一性：影响Tm值范围，碱基组成的均一性，DNA样品的纯度。Ｇ－Ｃ含量：G—Ｃ碱基对之间有三个氢键,而ＡＴ碱基对之间有二个氢键,因此Ｇ－Ｃ含量高的DNA,Ｔｍ值也高。测定Ｔｍ值可推算出Ｇ－Ｃ对的含量,其经验公式为:(Ｇ-Ｃ)％＝(Ｔｍ-６９.３)×２．４４介质离子强度：介质离子强度较低,ＤＮＡ的Ｔｍ也低。在较高离子强度的介质中,Ｔｍ值也高。影响Tm的因素76复性变性DNA在适当的条件下(除去变性因素)，可使两条分开的链按照碱基配对规律重新缔合成双螺旋结构，这一过程称为复性。DNA的复性不仅受温度影响，还受DNA自身特性等其它因素的影响。一般认为比Tm低25℃左右的温度是复性的最佳条件，越远离此温度，复性速度就越慢复性时温度下降必须是一缓慢过程，若在超过Tm的温度下迅速冷却至低温(如4℃以下)，复性几乎是及不可能的，核酸实验中经常以此方式保持DNA的变性(单链)状态。复性变性DNA在适当的条件下(除去变性因素)，可使两条分77分子杂交是应用核酸分子的变性和复性的性质，使两条来源不同的具有一定同源性（即具有碱基互补关系）的DNA单链分子或DNA单链分子与RNA分子经退火形成双链DNA分子或DNA-RNA异质双链分子的过程。分子杂交是应用核酸分子的变性和复性的性质，使两条来源不同的具78SouthernBlotSouthernBlot79思考题写出以下分子的结构ATP3’,5’-cAMP假尿苷dGTPCTPm7G2.DNA双螺旋结构的基本要点及维持DNA双螺旋的主要作用力。3.变性、复性、分子杂交的概念及机制。增色效应、减色效应的概念及成因。思考题写出以下分子的结构80核酸的化学组成核酸的分子结构核酸的理化性质及应用核酸的结构和功能

Structureandfunctionofnucleicacid核酸的化学组成核酸的结构和功能

Structureand811核酸的种类分布和化学组成1.1核酸的发现及其生物学功能1.2核酸的种类和分布1.3核酸的化学组成1核酸的种类分布和化学组成1.1核酸的发现及其生物学功821.1核酸的发现及其生物学功能1868年瑞士科学家F.Miescher提取到一种富含磷的酸性有机物称为核素（Nulein）.1889年，Altman等从酵母和动物的细胞核中得到了不含蛋白质的称为核酸(nucleicacids).1944年O.T.Avery等的肺炎双球菌转化实验，证明了DNA就是遗传物质。1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了DNA是遗传物质1.1核酸的发现及其生物学功能1868年瑞士科学家F.M831.1.1格里费斯(GriffithF.，1928)：肺炎双球菌定向转化试验：

①无毒IIR型小鼠成活重现IIR型

②有毒IIIS型小鼠死亡重现IIIS型

③有毒IIIS型(65℃杀死)小鼠成活无细菌

④无毒IIR型+有毒IIIS型(65℃杀死)小鼠死亡重现IIIS型结论：

在加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够进入ⅡR型IIR型转变为ⅢS型无毒转变为有毒。1.1.1格里费斯(GriffithF.，1928)：84核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件851952年A.D.Hershey和M.Chase用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了DNA是遗传物质1.1.2A.D.HersheyM.Chase（1952年）1952年A.D.Hershey和M.Chase用35S86核酸作为遗传信息的载体，负责遗传信息的储存、传递和表达。核酸作为遗传信息的载体，负责遗传信息的储存、传递和表达。871.2核酸的种类和分布核酸核糖核酸nucleicacidribonucleicacidRNA核糖体RNA（ribosomeRNA,rRNA）信使RNA（messengerRNA,mRNA）nucleicacid转运RNA（transferRNA,tRNA）

脱氧核糖核酸deoxyribonucleicacidDNA1.2核酸的种类和分布核酸88DNA主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生物DNA主要存在于类核（nucleoid）中；核外也存在有少量DNA，如线粒体、叶绿体、质粒（plasmid）。RNA主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中mRNA存在于细胞质上清液中，占总RNA的5~10%。tRNA存在于细胞质上清液中，占总RNA的10~15%rRNA存在于核糖体中，占总RNA的75~80%；DNA89核酸核苷酸核苷磷酸碱基（嘌呤和嘧啶）戊糖（核糖或脱氧核糖）1.3核酸的化学组成1.3核酸的化学组成90核苷酸碱基核糖或脱氧核糖磷酸核苷酸碱基核糖或脱氧核糖磷酸91核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖92核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖93核糖环上的编号核糖环上的编号94嘧啶嘌呤嘧啶嘌呤95腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶96脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸97核糖核苷酸核糖核苷酸98稀有碱基稀有碱基99稀有碱基假尿嘧啶次黄嘌呤7-甲基鸟嘌呤硫尿嘧啶稀有碱基假尿嘧啶次黄嘌呤7-甲基鸟嘌呤硫尿嘧啶100磷酸与核苷的不同连接磷酸与核苷的不同连接101ATPADPAMPATP102ATPADPAMPdATPdADPdAMPGTPGDPGMPdGTPdGDPdGMPCTPCDPCMPdCTPdCDPdCMPUTPUDPUMPdTTPdTDPdTMPATPADPAMPdATPdADP103游离核苷酸及核苷酸衍生物：除形成核酸外，细胞内还存在多种游离核苷酸及核苷酸衍生物。比如第二信使cAMP，辅酶NADH等。游离核苷酸及核苷酸衍生物：1042核酸的分子结构2.1DNA的分子结构2.2RNA的分子结构2核酸的分子结构2.1DNA的分子结构1052.1DNA的分子结构DNA的一级结构DNA的二级结构DNA的三级结构2.1DNA的分子结构DNA的一级结构106DNA的一级结构DNA的一级结构指的是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方式和排列顺序。DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’-磷酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。E.coliDNA4106bp，1.4106nm；

人DNA2.9109bp9.9

108nmDNA的一级结构DNA的一级结构指的是组成DNA分子的脱氧核107方向方向108RNA易降解RNA易降解109核酸链示意图（线条式）核酸链示意图（线条式）1105’pApCpTpTpGpApApCpG3’DNA5’pApCpUpUpGpApApCpC3’RNA简化为：5’pACTTGAACG3’DNA5’pACUUGAACG3’RNA核酸的文字表述方式5’pApCpTpTpGpApApCpG3’DNA核酸的111由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多聚核苷酸链长链。戊糖和磷酸构成了DNA的主链，碱基不参于主链而是向外伸出形成侧链，主链单调重复，侧链千变万化。一级结构中重要的是核苷酸的组成（数量）和排列顺序（碱基序列）。不同的DNA有不同的碱基组成和排列顺序，这是构成DNA作为遗传物质的关键因素。一级结构的基本特征由四种脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连成不分枝的多聚核苷酸112DNA的二级结构DNA双螺旋结构的主要依据双螺旋结构特征双螺旋结构的稳定因素DNA二级结构的多态性DNA的二级结构DNA双螺旋结构的主要依据113DNA双螺旋结构的主要依据Chatgaff规则1949-1951年Chatgaff应用紫外分光光度法和纸层析等技术，对不同来源的DNA进行碱基定量分析，得出组成DNA四种碱基的比例关系。不同来源的DNA中[A]=[T]、[C]=[G]；A+G=T+C。DNA双螺旋结构的主要依据Chatgaff规则114不同来源DNA碱基组成的比例关系不同来源DNA碱基组成的比例关系115X－光衍射测定DNA结构Wilkins及其同事Franklin等用X-射线衍射方法获得的DNA结构资料。碱基之间可能存在氢键用电位滴定法证明DNA的磷酸基可以滴定，而嘌呤和嘧啶的-NH、-CO则不能滴定，因此它们之间形成氢键。X－光衍射测定DNA结构116核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件117核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件118脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接成反向平行的两条主链，它们绕一共同轴心向右盘旋形成双螺旋构型。形成大沟和小沟。螺旋直径2nm；螺旋周期包含10bp；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。双螺旋结构特征脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接成反向平行的两条主链，它们绕119碱基位于螺旋的内则，它们以垂直于螺旋轴的取向。磷酸和戊糖位于外侧，彼此间通过磷酸二酯键连接，形成DNA的骨架，糖环平面与中轴平行。碱基位于螺旋的内则，它们以垂直于螺旋轴的取向。磷酸和戊糖位于120同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。A-T、G-C间以氢键配对。A-T间形成两个氢键，G-C间形成三个氢键。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。A-T、G-C间以氢121双螺旋结构的稳定因素DNA结构稳定的最主要因素是碱基堆积力。层层堆积的芳香族碱基上的电子云交错形成了碱基堆积力，使DNA双螺旋结构内部形成疏水核心而不存在游离的水分子。碱基间的氢键。双螺旋外侧带负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键可减少双链间的静电斥力，因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。在原核生物中DNA通常和多胺类物质结合，在真核生物中则与组蛋白结合。双螺旋结构的稳定因素DNA结构稳定的最主要因素是碱基堆积力。122动画二级结构的多态性动画二级结构的多态性123核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件124核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件125三链DNA三链DNA126核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件127核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件128DNA的三级结构DNA的三级结构129核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件130正超螺旋左旋负超螺旋右旋正超螺旋负超螺旋131从DNA到染色体见动画从DNA到染色体见动画1322.2RNA的分子结构tRNArRNAmRNA2.2RNA的分子结构tRNA133tRNA结构tRNA分子中含有氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TC环tRNA结构tRNA分子中含有氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码134氨基酸臂：7bp组成，富含G，5’-pG或pC，3’-CCA-OH，氨基酸连接在腺苷酸残基(A)上

。TψC环：由7个碱基组成，参与tRNA与核糖体表面的结合额外环或可变环：碱基种类和数量（3~18个碱基）高度可变，富含稀有碱基。环大小与生物种类有关，tRNA分类的指标。反密码子环：由7个碱基组成，处于中间位的3个碱基为反密码子，常含有次黄嘌呤核苷酸。反密码子可与mRNA中的密码子结合。毗邻反密码子的3‘端碱基往往为烷化修饰嘌呤，其5’端为U，即：U-反密码子-修饰嘌呤。氨基酸臂：7bp组成，富含G，5’-pG或pC，3’-CC135核酸的结构和功能Structureandfunctionofnucleicacid生物化学课件136rRNA结构rRNA结构137⑴rRNA分子量为103-106D，存在于核糖体中，核糖体中有60%是rRNA，其余40%是蛋白质,占总RNA的75%-80%。原核生物大肠杆菌的rRNA有5S、16S和23SrRNA三种，动物细胞有5S、5.8S、18S和28SrRNA四种。⑴rRNA分子量为103-106D，存在于核糖体中，核糖138RNP结构5SRNA结构RNP结构5SRNA结构139mRNA结构mRNA是蛋白质生物合成的模板,是遗传信息的传递者.每一种蛋白质多肽链由一种特定的mRNA编码，故细胞内mRNA种类很多，但每一种mRNA的数量却很少（5%以下），瞬时含量低，代谢率高。分子大小差异很大.mRNA结构mRNA是蛋白质生物合成的模板,是遗传信息的传递140帽子结构区5’非编码区编码区3’非编码区polyA尾巴原核生物真核生物帽子结构区原核生物真核生物141帽子结构m7GPPPN，m7GPPPNm，m7GPPPNmNm尾巴结构帽子结构尾巴结构1423核酸的理化性质及应用3.1核酸的一般性质3.2核酸的紫外吸收3.3核酸的变形复性和分子杂交3核酸的理化性质及应用3.1核酸的一般性质1433.1.1溶解性3.1.2电性3.1.3粘度3.1.4电泳3.1.5核酸的水解3.1.6核酸的酸碱性质3.1核酸的一般性质3.1.1溶解性3.1核酸的一般性质1443.1.1溶解性：

RNA为白色粉末状，DNA是白色纤维状固体，二者均溶于水，而不溶于一般有机溶剂中，故常用冷乙醇从水溶液中将核酸沉淀出来。(核蛋白)3.1.2电性：核酸是两性电解质，但酸性强，与金属离子结合成盐，也可与碱性蛋白（组蛋白）结合；介质pH大于4时，呈阴离子，电泳时向阳极移动；DNA在pH4~11间最稳定，超出此范围易变性。3.1.1溶解性：1453.1.3粘度：大多数DNA为线性分子，长度可达数厘米，直径仅为2nm，故DNA溶液粘度很高，分子极易断裂；RNA溶液粘度较小。3.1.4电泳：由于核酸核酸在中性或碱性环境下带负电荷。因而可以利用电泳对核酸进行分离。电泳介质有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。电泳后的染色通常利用一种叫溴化乙锭的试剂，该分子呈扁平形，可插入核酸分子的碱基间。紫外线照射下会发出红橙色荧光。3.1.3粘度：1463.1.5核酸的水解核酸带有糖苷键和磷酸二酯键，故可被酸、碱、酶水解嘌呤碱的N9或嘧啶碱的N1与戊糖的C1形成糖苷键磷酸基与2种戊糖分别形成核糖磷酸酯和脱氧核糖磷酸酯3.1.5核酸的水解核酸带有糖苷键和磷酸二酯键，故可被147酸水解糖苷键和磷酸二酯键都能被酸水解糖苷键比磷酸二酯键更易被酸水解嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键对酸更不稳定对酸最不稳定的是嘌呤与脱氧核糖之间的糖苷键酸水解糖苷键和磷酸二酯键都能被酸水解148碱水解RNA的磷酸二酯键易被碱水解，产生核苷酸DNA的磷酸二酯键不易被水解。碱水解R