生化第二章核酸的结构与功能医本演示文稿

生化第二章核酸的结构与功能医本演示文稿现在是1页\一共有62页\编辑于星期六1（优选）生化第二章核酸的结构与功能医本现在是2页\一共有62页\编辑于星期六2以核苷酸为基本组成单位生物大分子储存、携带和传递遗传信息核酸(nucleicacid)现在是3页\一共有62页\编辑于星期六3脱氧核糖核酸/DNA(deoxyribonucleicacid,)核糖核酸/RNA(ribonucleicacid,)细胞核、线粒体、叶绿体质粒等胞液、胞核遗传信息、决定基因型DNA遗传信息的表达核酸的分类、分布及作用：

现在是4页\一共有62页\编辑于星期六4第一节核酸的化学组成及其一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid现在是5页\一共有62页\编辑于星期六5元素组成:C、H、O、N、P（9%～10%）分子组成—三部分碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖磷酸(phosphate)一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位现在是6页\一共有62页\编辑于星期六6（一）碱基嘌呤(purine)

2种嘧啶(pyrimidine)3种对碱基的说明：现在是7页\一共有62页\编辑于星期六7（二）2种戊糖（RNA成分）核糖(ribose)（DNA成分）1´2´3´4´5´脱氧核糖(deoxyribose)原子编号：1'、2'现在是8页\一共有62页\编辑于星期六8…核苷…脱氧核苷（三）核苷(ribonucleoside)碱基种类及名称：核苷嘌呤9位N/嘧啶1位N与糖1'C形成糖苷键1ONNNH21´OHOCH2OHOH核糖现在是9页\一共有62页\编辑于星期六9（四）核苷酸(ribonucleotide)ONNNH2OCH2OHOHPOOOHOH结构举例核苷/脱氧核苷磷酸酯键核苷酸的结构：磷酸现在是10页\一共有62页\编辑于星期六10核苷酸种类和名称：常见碱基部分可为5种碱基的一种核糖部分可为核糖或脱氧核糖酸的部分可为一磷酸、二磷酸、三磷酸或环磷酸中的一种根据三个组成部分现在是11页\一共有62页\编辑于星期六11核苷酸的主要功能：核苷三磷酸——是合成核酸原料，又能提供能量。核苷二磷酸——活化中间代谢物,如UDP-葡萄糖等。核苷一磷酸——是核酸的组分,还是一些辅酶的成分。核苷环磷酸——在细胞信号转导中起重要作用。现在是12页\一共有62页\编辑于星期六12小结：两类核酸的基本成分区别

RNA

DNA

磷酸

磷酸

磷酸

戊糖

D-核糖

D-2-脱氧核糖

嘌呤碱

腺(A)、鸟(G)

腺(A)、鸟(G)

嘧啶碱

胞(C)、尿(U)

胞(C)、胸腺(T)

现在是13页\一共有62页\编辑于星期六13小结：两类核酸的基本组成单位

RNA

DNA

AMPGMPCMPUMP

dAMPdGMPdCMPdTMP现在是14页\一共有62页\编辑于星期六14二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的α-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiesterbond)。现在是15页\一共有62页\编辑于星期六15三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子RNA也是多个核苷酸分子通过酯化反应形成的线性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。现在是16页\一共有62页\编辑于星期六16现在是17页\一共有62页\编辑于星期六17核酸中核苷酸的排列顺序/碱基序列。连接键：3'，5'磷酸二酯键方向性：5'→3'定义：四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序现在是18页\一共有62页\编辑于星期六18AG

P5PT

PG

PC

PT

POH3书写方法5

pApCpTpGpCpT-OH

35

A

C

T

G

C

T

3简化：再简化：现在是19页\一共有62页\编辑于星期六19核酸分子大小表示法：碱基数目表示

base、kilobase、用于单链DNA或RNA碱基对数目

basepair(bp),kilobasepair(kbp)用于双链DNA或RNA小的核酸片断（小于50bp）称寡核苷酸现在是20页\一共有62页\编辑于星期六20

DNA一级结构的意义：编码生命的遗传信息

简单而又完美四个字“A

、

G

、C

、T”！惊叹：具有强大编码能力——DNA计算机神奇：演化整个生物界——生命语言蛋白质一级结构DNA一级结构计算机二进制编码符号20种氨基酸A/G/C/T0/1语言蛋白质语言核酸语言智能语言现在是21页\一共有62页\编辑于星期六21第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA现在是22页\一共有62页\编辑于星期六221962

NobelPrizeinPhysiologyorMedicine一、DNA的二级结构——doublehelix现在是23页\一共有62页\编辑于星期六23（一）DNA双螺旋结构的研究背景

Chargaff规则的碱基组成分析

DNA纤维的X-线衍射图谱分析（1951）

[A]=[T]；[G]=[C]

血红蛋白多肽链为α螺旋链的发现（1951）背景知识：现在是24页\一共有62页\编辑于星期六24争论焦点：DNA是双螺旋、三螺旋，还是四螺旋呢？磷酸与戊糖组成的骨架处在外侧，还是在内侧呢？碱基配对:A-A、T-T，还是A-T呢？现在是25页\一共有62页\编辑于星期六25

碱基的理化数据分析（1952）A-T、G-C以氢键配对较合理研究方法：

拼图法（象“搭积木”游戏一样）现在是26页\一共有62页\编辑于星期六26（二）B-DNA(Watson-Crick)结构要点：先分析结构图要点小结：

1953年4月25日《Nature》杂志发表了Watson与Crick的DNA双螺旋结构假说的短文现在是27页\一共有62页\编辑于星期六27（三）DNA双螺旋结构的多样性研究意义

DNA双螺旋结构模型完美地说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征，它的提出是生物学史上划时代的事件。从此，遗传学的历史和生物学的历史正式从细胞阶段进入了分子阶段。现在是28页\一共有62页\编辑于星期六28超螺旋结构意义:DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。

二、DNA的高级结构是超螺旋结构现在是29页\一共有62页\编辑于星期六29大多原核生物的DNA是共价封闭的环形DNA双螺旋，在细胞内进一步盘绕成类核。环状和超螺旋DNA结构示意图（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构现在是30页\一共有62页\编辑于星期六30

研究表明：DNA若完全展开的话，有将近2米，而细胞的尺寸是微米级的。那么DNA是如何存在于细胞内部的呢？

（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构现在是31页\一共有62页\编辑于星期六31核小体的构成核心颗粒连接区核心组蛋白：组蛋白八聚体H2A、H2B、H3、H4各2分子DNA双螺旋分子(150bp)在核心组蛋白缠绕1.75圈DNA（60bp）组蛋白H1

连接核心颗粒核小体由DNA和蛋白质构成是真核生物染色质的基本单位现在是32页\一共有62页\编辑于星期六32核小体的折叠及染色体组装—2nm11nm30nm300nm1400nm700nm逐级盘曲折叠现在是33页\一共有62页\编辑于星期六33DNA压缩了8000～10000倍核小体螺线管染色质纤维超螺线管现在是34页\一共有62页\编辑于星期六34三、DNA的功能是DNA分子中特定区段核苷酸的排列顺序，即碱基序列信息，它决定了基因的功能。基因：基因组：一个遗传体系所有基因总和的一整套遗传信息。以基因的形式储存、携带和传递遗传信息。现在是35页\一共有62页\编辑于星期六35第三节

RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNA现在是36页\一共有62页\编辑于星期六36

RNA特点：

RNA种类、分布、功能：现在是37页\一共有62页\编辑于星期六3753AUG……………UAA密码子编码区5非翻译区3非翻译区m7GpppAAA…An帽子结构多聚A尾1.哺乳类动物mRNA结构示意图：一、mRNA是蛋白质合成中的模板现在是38页\一共有62页\编辑于星期六382.真核细胞mRNA结构特点：5´帽子结构：m7Gpppm2′Npm2′Np—3´末端多聚A尾polyA编码区hnRNA剪掉内含子，外显子拼接。现在是39页\一共有62页\编辑于星期六393.mRNA的功能把DNA的遗传信息，转录成mRNA的密码、指导蛋白质合成的氨基酸排列顺序。DNA（遗传信息）转录mRNA（密码载体）翻译蛋白质(氨基酸序列)现在是40页\一共有62页\编辑于星期六401.tRNA的二级结构—三叶草形2.tRNA的三级结构—倒L形二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体现在是41页\一共有62页\编辑于星期六413.tRNA的功能：把活化的aa搬运到核糖体，tRNA的反密码子与mRNA的密码子特异性结合，使氨基酸对号入座。mRNA3´5´321

3´aa5´氨基酰-tRNA现在是42页\一共有62页\编辑于星期六421.rRNA的结构：参与组成核蛋白体，为蛋白质生物合成的场所。2.rRNA的种类：3.rRNA的功能：多个茎环结构组成三、以rRNA为组分的核蛋白体是蛋白

质合成的场所现在是43页\一共有62页\编辑于星期六43局部双链tRNArRNAmRNA三叶草形、倒L形含稀有碱基多反密码子CCA—OH3'呈花状5'—m7GpppNm、3'—polyA编码序列单链局部双链结构蛋白质合成的模板搬运活化的aa到核糖体组成核蛋白体分子大小不一,量<10%,代谢快分子量小120碱基稳定分子大120碱基量>80%,稳定三种RNA内容小结功能现在是44页\一共有62页\编辑于星期六44细胞的不同部位存在的其他种类的小分子RNA，统称为非mRNA小RNA/snmRNAs.snmRNAs核内小RNA、核仁小RNA胞质小RNA、催化性小RNA小片段干扰RNAmicroRNAsnmRNAs的种类:四、snmRNA参与了基因表达的调控现在是45页\一共有62页\编辑于星期六45snmRNAs的功能:参与hnRNA和rRNA的加工、转运及表达调控。某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，这种具有催化作用的小RNA亦被称为核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。

核酶:现在是46页\一共有62页\编辑于星期六46研究细胞中snmRNAs的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下snmRNAs的表达具有时间和空间特异性。RNA组学现在是47页\一共有62页\编辑于星期六47ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四节核酸的理化性质现在是48页\一共有62页\编辑于星期六48DNA变性的图示：理化因素，DNA双链间氢键断裂，成两条单链。定义：一、核酸分子具有强烈的紫外吸收二、DNA变性是双链解离为单链的过程现在是49页\一共有62页\编辑于星期六49DNA热变性：特点—骤然、突发式融解温度Tm(meltingtemperature)Tm与G+C含量成正比增（高）色效应：

DNA变性时其溶液OD260增高的现象现在是50页\一共有62页\编辑于星期六501.DNA复性(renaturation)/退火(annealing)定义—复性的条件—三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链现在是51页\一共有62页\编辑于星期六512.减（低）色效应：3.核酸分子杂交(hybridization)DNA复性时，其溶液OD260降低。定义—应用—现在是52页\一共有62页\编辑于星期六52第五节

核酸酶（Nuclease）—指所有可以水解核酸的酶现在是53页\一共有62页\编辑于星期六53依据底物不同分类：功能：DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)RNA酶(ribonuclease,RNase)依据切割部位不同分类：核酸内切酶核酸外切酶现在是54页\一共有62页\编辑于星期六54核酶催化性DNA(DNAzyme)

人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。催化性RNA(ribozyme)作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。现在是55页\一共有62页\编辑于星期六55第一章蛋白质的结构与功能13．下述有关蛋白质一级结构的叙述，不正确的是（）A．多肽链中氨基酸的排列顺序B．氨基酸分子间通过去水缩合形成肽链C．蛋白质一级结构并不包括各原子的空间位置D．从N一端至C一端氨基酸残基排列顺序E．蛋白质一级结构的化学键除肽键外，还有二硫键参与。现在是56页\一共有62页\编辑于星期六5614．维系蛋白质一级结构的化学键是（）A．盐键B．疏水键C．氢键D．二硫键E．肽键38．对于蛋白质沉淀，变性和凝固的关系，下面哪种说法不恰当（）

A．蛋白质沉淀后不一定变性

B．蛋白质变性后不一定沉淀

C．凝固的蛋白质一定已变性

D．蛋白质变性后必然发展为凝固

E．以上说话都错误现在是57页\一共有62页\编辑于星期六5740．从多种蛋白质混合液中分离纯化某种蛋白质，且不能变性，用下列哪种方法较好（）A．加有机溶剂使蛋白质沉淀B．加中性盐使蛋白质沉淀C．用生物碱试剂沉淀蛋白质D．用电泳分离E．加重金属离子现在是58页\一共有62页\编辑于星期六5814．下列关于β－片层结构的论述哪些是正确的（）A