生物化学与分子生物学：02章 核酸的结构与功能

第二章核酸的结构与功能StructureandFunctionofNucleicAcid戊糖碱基核苷核苷酸DNA的功能DNA的三级结构DNA的二级结构——双螺旋结构核酸的化学组成核酸的一级结构（定义、连接方式、书写方式）DNA的空间结构与功能RNA的空间结构与功能（mRNA、tRNA、rRNA、其他RNA、核

酶）核酸的理化性质核酸酶1、核酸的化学组成及一级结构：掌握DNA和RNA分子组成的区别，核苷酸基本组成成分及其相互间的连接方式，熟悉核苷酸的命名；掌握核酸一级结构的定义及熟悉书写方法和方向。2、DNA的空间结构与功能：掌握DNA的二级结构—双螺旋结构模型要点及DNA的功能；熟悉DNA的超螺旋结构，了解DNA在染色质中的组装。3、RNA的空间结构与功能：掌握RNA的分类；真核生物mRNA的结构特点及功能；熟悉tRNA的二、三级结构特点并掌握其功能；了解rRNA的组成特点并掌握功能；了解snmRNA的功能。4、核酸的理化性质：掌握核酸的紫外吸收性质；掌握DNA变性、复性、Tm、增色效应及核酸分子杂交的概念；了解减色效应的概念。5、核酸酶：了解核酸酶的定义、分类及应用。教学大纲核酸(nucleicacid)

:

是以核苷酸为基本结构单位连接而成的多聚体,是一类储存遗传信息和指导蛋白质合成的生物大分子。携带和传递遗传信息。1869年Fridrich

Miescher

从脓细胞中提取核素。1944年

Avery等人证实DNA是遗传物质。1953年

Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。1968年Nirenberg发现遗传密码。1975年Temin和Baltimore发现逆转录酶。1981年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法。1985年Mullis发明PCR技术。1990年美国启动人类基因组计划(HGP)。1994年中国人类基因组计划启动。2001年美英等国完成人类基因组计划。核酸研究的发展简史Miescher,himself,believedthatproteinswerethemoleculesofheredity.1944年，Avery生物体的遗传物质是DNA的证明： 肺炎双球菌的转化实验O.Avery

对于受过生命科学教育的人来说，脱氧核糖核酸（DNA）是生物遗传信息的载体，这似乎已是一种常识。然而就在五十多年前，当Avery（1877～1955）及其同事于1944年发表这一理论时，却引起了遗传学界的极大惊讶和怀疑。直到50年代中期，这一理论才为遗传学界普遍接受。这样，年迈的Avery也没能等到这一天便溘然长逝而失去了荣获诺贝尔奖的机会。20世纪科学史上的一大憾事themolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial.FrancisHarryComptonCrickJamesDeweyWatson

MauriceHughFrederickWilkinsMarshallNirenberg

1961到1966年完成全部密码子的鉴定。总共（三个核苷酸组成一个氨基酸的密码子，每一个核苷酸都有四种可能性）64种密码子对应着20种编码氨基酸。（1961—1966）核酸的分类、分布

脱氧核糖核酸

(deoxyribonucleicacid,DNA):核糖核酸

(ribonucleicacid,RNA):

98%分布于细胞核，其余分布于动物线粒体、植物叶绿体内。储存和携带遗传信息。分布于胞浆（90％），细胞核量少。参与遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。思路：化学组成分子结构理化性质DNARNA基本结构单位链状结构一级结构空间结构元素组成功能基本单位紫外吸收变性复性第一节核酸的化学组成及其一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid元素组成：

C、H、O、N、P（9~10%）通过测定磷元素含量来推算核酸含量。定磷法

核苷酸是构成核酸的基本组成单位核苷酸由碱基、戊糖、磷酸组成基本组成（掌握）核酸核苷酸脱氧核苷酸磷酸核苷脱氧核苷核糖脱氧核糖碱基水解（DNA、RNA）一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖磷酸(phosphate)（一）分子组成核酸的分子组成包括哪些？碱基(base)是含氮的杂环化合物。碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）存在于DNA和RNA中仅存在于RNA中仅存在于DNA中1.碱基DNA:A,G,C,TRNA:A,G,C,U（1）嘌呤碱(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)嘧啶环咪唑环（2）嘧啶碱(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)稀有碱基:如甲基化碱基嘌呤碱基衍生物：如：次黃嘌呤、黃嘌呤、尿酸、茶碱（１，３－二甲基黃嘌呤）可可碱（３，７－二甲基黃嘌呤）咖啡因（１，３，７－二甲基黃嘌呤）（构成RNA）1´2´3´4´5´核糖(ribose)（构成DNA）脱氧核糖(deoxyribose)2.戊糖H

嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1通过β-N-糖苷键相连形成核苷。核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH1'2'糖苷键（二）核酸的基本组成单位核糖核苷1.核苷与脱氧核苷腺苷（腺嘌呤核苷）脱氧核苷嘌呤N-9

或嘧啶N-1与脱氧核糖C-1通过β-N-糖苷键相连形成脱氧核苷。脱氧核糖核苷脱氧腺苷糖苷键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸或脱氧核苷酸。2.核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键5’-核苷酸腺苷一磷酸（AMP）H脱氧腺苷一磷酸（dAMP）

多磷酸核苷酸：

NMP、NDP、NTP多磷酸核苷酸3.体内重要的核苷酸1）NDP、NTP是高能磷酸化合物。2）参与物质合成UTP：参与糖原合成CTP：参与磷脂合成GTP：参与蛋白质合成环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使cAMP3）核苷酸衍生物黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）等是重要的辅酶成分两类核酸的化学组成及基本组成单位核酸碱基戊糖磷酸核苷酸DNA

RNAA,G,C,T脱氧核糖磷酸dAMP,dGMP,dCMP,dTMPA,G,C,U核糖磷酸AMP，GMP，CMP，UMP总结核酸的基本组成单位是核苷酸核苷酸由碱基、戊糖、磷酸组成（掌握）NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键二、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)。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。脱氧核苷酸如何形成DNA？5´-末端3´-末端CGA3’，5’磷酸二酯键3’，5’磷酸二酯键（一）3’,5’-磷酸二酯键和多核苷酸链多核苷酸链（头）（尾）交替的磷酸基团和戊糖构成了多核苷酸链的骨架。骨架分布较多亲水基团，碱基具疏水性。核苷酸之间通过3,5-磷酸二酯键相连形成没有分支的线性大分子。DNA或RNA方向：

5

→3（掌握）（二）核酸的一级结构核酸的一级结构：（掌握）指多核苷酸链中核苷酸的组成和排列顺序，又称为核苷酸序列。5′端3′端CGA核酸的一级结构也就是它的碱基序列。DNA的一级结构：指两条链中脱氧核苷酸的组成和排列顺序，又称为DNA序列。具方向性：一条链循5’→3’排列，另一条链循3’→5’排列。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。RNA的一级结构：

组成RNA的核糖核苷酸从5’端至3’端的排列顺序。A

G

P5PT

PG

PCPT

POH3表示方法：（熟悉）5

pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3结构式文字式线条式5′端3′端CGA核酸分子的大小常用碱基(base或kilobase)数目来表示。小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。DNA和RNA的区别核糖G、C、A、URNA脱氧核糖G、C、A、TDNA碱基核糖核酸第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNADNA的空间结构与功能二级结构(secondarystructure)高级结构不同生物种属的DNA的碱基组成不同同一个体的不同器官或组织的DNA碱基组成相同。[A]=[T]，[G]=[C]Chargaff规则DNA双螺旋结构的研究背景获得了高质量的DNA分子的X射线衍射照片。提出了DNA分子双螺旋结构(doublehelix)模型。一、DNA二级结构—双螺旋结构AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大肠杆菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04结核杆菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01猪29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物来源DNA碱基组分和相对比例Franklin,RosalindElsie(1920-58),Britishbiophysicist.BorninLondon,shewaseducatedinphysicalchemistryatNewnhamCollege,Cambridge.FranklinconductedX-raydiffractionstudiesonthestructureoftheDNAmolecule,thecarrierofhereditaryinformation,whileworkinginthelaboratoryofBritishbiophysicistMauriceWilkins.ThisworkenabledAmericanbiochemistJamesDeweyWatsonandtheBritishFrancisCricktodeterminethehelicalstructureoftheDNAmolecule.用X射线衍射法研究DNA的晶体结构

1953年，Watson和Crick以Chargaff规则为基础，经过对DNA晶体的X射线衍射分析，提出了DNA双螺旋模型。

B型DNA，是DNA在生理条件下的最稳定、最主要的空间结构。（一）DNA二级结构—双螺旋结构FrancisHarryComptonCrickJamesDeweyWatsonMauriceHughFrederickWilkinsGreatBritainUSAGreatBritainInstituteofMolecularBiology

Cambridge,GreatBritainHarvardUniversity

Cambridge,MA,USAUniversityofLondon

London,GreatBritain1916-20041928-1916-2004"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962两条多核苷酸链在空间的走向呈反向平行。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋的结构。双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.4nm。脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。双螺旋结构的表面形成了一个大沟和一个小沟。①DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构1.B-DNA双螺旋结构要点（掌握）2.37nm3.4nm亲水性的骨架位于双链的外侧。疏水性的碱基位于双链的内侧。骨架与碱基俯视图②DNA双链之间形成了互补碱基对（碱基配对关系称为互补碱基对，DNA的两条链则互为互补链）相邻两个碱基对平面之间的垂直距离为0.34nm。碱基对平面与螺旋中心轴垂直。碱基互补配对:C与G

形成3个氢键碱基互补配对:T与A

形成2个氢键邻近碱基对的疏水性基团堆积，使DNA双螺旋内部形成一个疏水区，产生疏水作用力，加上碱基对之间存在的范德华力，形成疏水性的碱基堆积力。碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。③

碱基堆积力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。2.其他类型的DNA双螺旋结构右手，空间结构参数改变左手螺旋相对湿度92%生理条件旋向螺距(nm)碱基数（每圈）螺旋直径（nm）骨架走行存在条件A型右手2.3112.5平滑体外脱水B型右手3.4102.3平滑DNA生理条件Z型左手4.5121.8锯齿型CG序列三种DNA构型的比较三链螺旋结构3746鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(tetraplex)。四链结构真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形成了折叠的四链结构。二、DNA的高级结构是超螺旋结构指在双螺旋结构的基础上，DNA主要与蛋白质结合，进一步扭曲形成的高级结构，主要形式是超螺旋。超螺旋结构(superhelix

或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。盘绕方向与DNA双螺旋方向相同

盘绕方向与DNA双螺旋方向相反正超螺旋负超螺旋自然界DNA存在的主要形式超螺旋的意义：压缩DNA分子、将其包装到细胞内；与复制、转录有关。原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状双螺旋分子，进一步盘旋，形成超螺旋结构。DNA超螺旋结构的电镜图象2.真核生物染色体DNA在细胞周期的大部分时间里，DNA以松散的染色质(chromatin)形式存在。在细胞分裂期，则形成高度致密的染色体(chromosome)。为线性DNA双螺旋DNA染色质呈现出的串珠样结构。染色质的基本单位是核小体。DNA染色质的电镜图像真核生物染色体主由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体(nucleosome)。核小体的组成：DNA：约200bp组蛋白：H1H2AH2BH3H4DNA：约200bp

组蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小体的组成核小体的结构：

H2A、H2B、H3、H4各两分子组成组蛋白八聚体

DNA盘绕八聚体1.75圈，约140bp，共同构成核心颗粒核心颗粒间通过1分子H1和约60bpDNA组成的连接区进行连接每个核小体重复单位约占DNA200bp第一次超螺旋长度压缩6-7倍双链DNA的折叠和组装长度压缩6-7倍长度又压缩6倍螺线管DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直径只有为数微米的细胞核内。体积又压缩40倍超螺线管DNA

核小体链

纤丝

突环

螺旋圈

染色体真核生物的染色体DNA的功能：(掌握）

1.是生物遗传信息的载体；2.为基因信息的复制和转录提供模板；3.DNA突变会引起疾病或物种变异（进化）。三、DNA是遗传的物质基础DNA分子中的A、T、C、G的排列顺序中蕴藏着遗传信息。基因--是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。基因组--一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。第三节

RNA的空间结构与功能StructureandFunctionofRNA1.RNA分子比DNA分子小得多。2.RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。3.RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。RNA特点：RNA的空间结构与功能RNA的种类、分布、功能DNAtRNA、rRNA、hnRNA、snmRNAmRNA蛋白质RNA的二级结构:茎环结构，发夹结构RNA的三级结构:假结样结构RNA分类：（掌握）信使RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)非编码小分子RNA核内小RNA(snRNA),核仁小RNA(snoRNA),胞质小RNA(scRNA),催化性小RNA,小片段干扰RNA(siRNA)等是蛋白质生物合成的直接模板即依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸的合成。

mRNA的功能：（掌握）（一）信使RNA（mRNA）1.mRNA的一般特点

含量少，占细胞内RNA总量的2-5%；

种类最丰富，约有105种；是寿命最短的RNA分子；分子大小不一，核苷酸数:500-6000Nt真核生物转录的初级产物:不均一核RNA（hnRNA）剪接加帽加尾成熟mRNA2.真核生物mRNA的结构特点（掌握）hnRNA

内含子(intron)mRNAmRNA成熟过程

外显子(exon)成熟的mRNA由编码区和非编码区构成。5-末端的帽子(cap)结构和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)结构。成熟的真核生物mRNA5非编码区3非编码区（1）5’端帽子结构:m7Gppp-5’mRNA真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段约200个连续的腺苷酸组成的片段。（2）3’端多聚A尾:作用:mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控长短与mRNA的寿命有关(多聚腺苷酸尾）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成从mRNA分子5'末端起的第一个AUG开始，每3个核苷酸为一组称为密码子(codon)或三联体密码(tripletcode)。AUG被称为起始密码子；决定肽链终止的密码子则称为终止密码子。位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列称为开放阅读框(openreadingframe,ORF)，决定了多肽链的氨基酸序列。*mRNA的功能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----蛋白质合成的模板tRNA的功能（掌握）蛋白质合成中具读码器的作用。作为氨基酸的载体，并通过反密码与mRNA上的遗传密码识别，将结合的氨基酸带到mRNA相应位置。（二）转运RNA（tRNA）1.tRNA的一般特点

分子较小，一般含74-95个核苷酸；分子含有较多稀有碱基；约有100多种；占细胞内RNA总量15%;具有很好的稳定性。tRNA中含有多种稀有碱基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

tRNA的二级结构——三叶草形氨基酸臂（结合氨基酸）反密码环（识别密码子）DHU环（识别结合氨基酰tRNA合成酶）TψC环（识别结合核糖体）附加叉2.tRNA的结构特点四臂三环tRNA的反密码环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子。tRNA上的反密码子依照碱基互补的原则识别mRNA上的密码子。

CAU

CUU

GGU5'mRNA组氨酸GUA亮氨酸GAG甘氨酸CCItRNA的三级结构——倒L型结构

1.tRNA中含有多种稀有碱基，为小分子2.tRNA具有茎环结构（二级结构为三叶草结构）3.tRNA的3-末端连接氨基酸4.tRNA的反密码子识别mRNA的密码子5.tRNA的三级结构为倒L型tRNA结构特点小结：tRNA的3-末端都是以CCA结尾。3-末端的A与氨基酸共价连结，tRNA成为了氨基酸的载体。不同的tRNA可以结合不同的氨基酸。tRNA的3-末端连接氨基酸tRNA的功能：在蛋白质合成中作为氨基酸的运载体。

与蛋白质结合组成核糖体，核糖体是 蛋白质合成的场所。

rRNA的功能（掌握）（三）核糖体RNA（rRNA）含量最多(占总RNA80%).

rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体,与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能.核糖体由大、小两个亚基组成.1.rRNA的一般特点小亚基大亚基核糖体的组成原核生物（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种占总重量的40%33种占总重量的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种占总重量的30%49种占总重量的35%大肠杆菌的核糖体蛋白质合成时形成的复合体2.rRNA的结构特点rRNA的二级结构由众多茎环结构组成花环状

rRNA的种类（根据沉降系数S）真核生物5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA

23SrRNA16SrRNAmRNAtRNArRNA含量3%15%80%分子量大小各异最小（60~95个）差异大其他种类最丰富，寿命最短含稀有碱基与蛋白质组成核糖体才具功能二级结构单链三叶草型花环状结构特点由编码区和非编码区组成(中间区段为编码区)；5′末端有帽子结构；3′末端有多聚A尾3环4臂、反密码环上有反密码子、3´末端为-CCA-OH，连接氨基酸结构复杂（单链、大量茎环结构）功能蛋白质合成的直接模板转运氨基酸，识别密码子形成核糖体，作为蛋白质合成场所三种RNA的区别编码RNA：mRNA

tRNA非编码RNA：rRNA

非编码小分子RNA（sncRNA）

（四）非编码小分子RNA（sncRNA）ncRNA(non-codingRNA)非编码小分子RNA(sncRNA)分子小，长度多为20-25bp。包括:核内小RNA(snRNA),核仁小RNA(snoRNA),胞质小RNA(scRNA),催化性小RNA,小片段干扰RNA(siRNA)等功能:不翻译为蛋白质，主要参与转录后加工及基因表达调控等过程。核酶某些小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)。siRNA是生物宿主对外源侵入的基因表达的双链RNA进行切割所产生的特定长度和特定核酸序列的小片段RNA。siRNA可以与外源基因表达的mRNA相结合，并诱发这些mRNA的降解。基于此机理，人们发明了RNA干扰(RNAinterference，RNAi)技术。小片段干扰RNAsiDNA-PKcs原核生物基因表达的特异性五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现了不同的时空特性真核生物基因表达的特异性核酸的理化性质ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四节核酸的酸碱及溶解度性质核酸为多元酸，具有较强的酸性。核酸的高分子性质粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA沉降行为:不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。碱基环上存在共轭双键，具紫外吸收性质。在260nm波长有最大紫外吸收峰。这一特性常用作核酸的定量分析，还可作为DNA变性、复性的指标。一、核酸的紫外吸收（熟悉）嘧啶环碱基的紫外吸收光谱DNA或RNA的定量A260=1.0相当于50μg/ml双链DNA(dsDNA)40μg/ml单链DNA(ssDNAorRNA)20μg/ml寡核苷酸确定样品中核酸的纯度

纯

DNA:A260/A280=1.8

纯

RNA:A260/A280=2.0紫外吸收的应用细胞总RNA提取纯度及完整性鉴定结果

核酸分析仪测RNA的OD值在1.8-2.0之间，说明RNA纯度较好。琼脂糖凝胶电泳鉴定结果显示：可见三条清晰明显的亮带，28S条带亮于18S带，说明RNA较完性好，无降解，可以进行后续实验。二、DNA变性复性及应用在某些理化因素影响下，DNA分子双链间的氢键发生断裂，使双螺旋结构松散变成单链的过程称为DNA变性。定义：（掌握）变性因素：加热、强酸、强碱等（一）DNA的变性DNA变性的本质：双链间氢键的断裂。协同性的DNA解链高温或极端的pHDNA变性的本质是双链间氢键的断裂部分变性DNA的电镜图像DNA的增色效应：在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，溶液OD260随之增加的现象。DNA解链时的紫外吸收变化（熟悉）

解链温度(Tm)：

DNA的热变性解链过程中，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度。Tm值与DNA分子中的G+C含量及分子大小呈正比。Tm时，DNA分子中50%的双链结构被解开。（二）DNA的复性定义：（掌握）缓慢去除变性条件，变性DNA链会自发互补配对，恢复原来的双螺旋结构，这一过程称为复性。减色效应DNA复性时，其溶液OD260降低。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。Thedenaturationandrenaturationofdouble-strandedDNAmolecules三、核酸分子杂交原理：DNA变性、复性不同来源的单链核酸，通过互补序列，结合形成双链结构的杂交体，此过程称为核酸分子杂交。杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。核酸分子杂交研究DNA分子中某一种基因的位置。监定两种核酸分子间的序列相似性。检测某些专一序列在待检样品中存在与否。核酸分子杂交的应用PCR技术模板DNA扩增1次扩增2次扩增3次扩增4次

聚合酶链式反应

(PolymeraseChainReaction)，简称PCR，是一种分子生物学技术，用于放大特定的DNA片段。可看作生物体外的特殊DNA复制。第五节

核酸酶（自学）

Nuclease依据底物不同分类DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：专一降解DNA。RNA酶(ribonuclease,RNase)：专一降解RNA。依据切割部位不同核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：5´→3´或3´→5´核酸外切酶。核酸酶是指所有可以水解核酸的酶。5’5’3’3’外切位点外切位点内切位点内切位点参与DNA的合成、修复以及RNA的剪接。清除多余的、结构和功能异常的核酸，以及侵入细胞的外源性核酸。降解食物中的核酸。体外重组DNA技术中的重要工具酶。核酸酶的功能两种最重要的生物大分子比较组成单位氨基酸核苷酸种类

20种

A、C、G、T(DNA)A、C、G、U(RNA)连接方式肽键3′,5′磷酸二酯键一级结构

AA排列顺序碱基序列空间结构二、三、四螺旋、超螺旋、蛋白级结构-核酸非共价结合

功能生命活动遗传信息贮存、传代、直接执行者表达,决定蛋白结构

蛋白质核酸ClassificationofnucleicacidRibonucleicacid(RNA)iscomposedofribonucleotides.innuclei

andcytoplasmparticipateinthegeneexpression

Deoxyribonucleicacid(DNA)

iscomposedofdeoxyribonucleotides.90%innucleiandtherestinmitochondriastoreandcarrygeneticinformation;determinethegenotypeofcells

nucleicacidnucleotidesphosphatenucleosidespentosebasesMolecularConstituentsNucleicacidcanbehydrolyzedintonucleotidesbynucleases.Thehydrolyzednucleicacidhasequalquantityofbase,pentoseandphosphate.PrimaryStructure

TheprimarystructureofDNAandRNAisdefinedasthenucleotide

sequenceinthe5’–3’direction.Sincethedifferenceamongnucleotidesisthebases,theprimarystructureofDNAandRNAisactuallythebasesequence.Thenucleotidechaincanbeaslongasthousandsandevenmore,sothatthebasesequencevariationscreatephenomenalgeneticinformation.SecondarystructureThesecondarystructureisdefinedastherelativespatialpositionofalltheatomsofnucleotideresidues.FunctionsofDNA

DNAisfundamentaltoindividuallifeintermsofTheyarethematerialbasisoflifeinheritance,providingthetemplateforRNAsynthesis.Theyaretheinformationbasisforbiologicalactions,carryingthegeneticinformation.RNAissinglestranded,ingeneral.RNAhasself-complementaryintrachain

baseparing.ThedoublehelicalregionsofRNAareoftheA-