基因操作中常用的生化技术-核酸的分子结构

知识点二:核酸的分子结构一、核苷酸的连接方式---磷酸二酯键二、DNA的分子结构三、RNA的分子结构一、3’，5’磷酸二酯键碱基多核苷酸链链的方向3’末端5’末端二、DNA的分子结构

DNA的分子大小与形状

DNA的一级结构

B型DNA的二级结构4

DNA的三级结构5基因与DNA1、DNA的分子大小和形状大小：

DNA的分子大小取决于组成DNA的碱基对（bp或kb)的数目

2）形状：原核：双链环状DNA（dcDNA）病毒：单链环状DNA（scDNA）单链线性DNA（ssDNA）2、DNA的一级结构定义:DNA多核苷酸链中脱氧核苷酸的组成及排列顺序，即DNA分子中碱基的顺序。DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性从根本上决定于DNA分子中四种核苷酸的不同排列组合之中。4）DNA一级结构的表示方法5′PAPCPGPCPTPGPTPAOH3′

5′PACGCTGTAOH3′OH5）Chargaff定律

DNA的碱基组成特点——Chargaff定律碱基当量定律:嘌呤碱总量=嘧啶碱总量,即A+G=T+C不对称比率A+T/G+C因物种(亲缘关系远近)而异。3、DNA的二级结构（B型）1953年，Watson和Crick于年提出了DNA双螺旋结构模型。要点1

螺旋中的两条链反向平行，即一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′，两条链共同绕一个假想的中心轴呈右手双螺旋结构。要点2

疏水的碱基位于双螺旋的内侧，亲水的磷酸和脱氧核糖位于螺旋外侧。碱基平面与螺旋轴垂直，脱氧核糖平面与碱基与中心轴平行，即A与T，G与C。这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。要点3大沟和小沟，交替出现。2.0nm小沟大沟要点4横截面的直径约为2nm，相邻两个碱基平面之间的距离为0.34nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，螺距3.4nm。要点5维持DNA双螺旋的力是氢键和碱基堆积力4、DNA的三级结构---超螺旋超螺旋是指双螺旋进一步扭曲或再螺旋形成构象如线粒体DNA、质粒DNA、病毒DNA1）核小体==DNA在染色体中的存在形式真核生物中DNA双螺旋沿组蛋白八聚体核心的短轴绕约两圈，形成核小体。染色质的基本单位是核小体。核小体组成的串珠状结构经过多层次螺旋化形成染色单体。人类46条染色体的DNA总长可达1.7m，经过螺旋化压缩，实际总长只有200nm

5、基因与DNA1、基因是DNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因是生命的密码，记录和传递着遗传信息。2、一个细胞或生物体所含的全套基因称基因组。原核生物和真核生物

基因组比较原核生物基因组特点重复序列少，多为编码区多操纵子形式组织有重叠基因真核生物基因组特点重复序列多，有大量序列不编码蛋白质（间隔序列）不连续基因由内含子与外显子交替排列以染色体存在基因产物只包含三种RNA（mRNA,rRNA,tRNA）以及mRNA的转录产物蛋白质。近些年来，随着RNAi（RNA干扰）的发现，大量的小RNA（MicroRNA）被发现对于基因的表达起着重要的调控作用，这些小RNA也是基因产物。三、RNA的分子结构1、RNA的分类2、mRNA的结构3、rRNA的结构4、tRNA的结构

1、RNA的分类特点：A、G、C、U（A＝U/G≡C），稳定性较差，易水解；多为单链结构，少数局部形成（发夹结构）；分子量较小。分类：信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）2、mRNA约为总RNA的3%-5%，含量少，种类多。mRNA从DNA转录遗传信息，作为蛋白质合成的模板，决定蛋白质的氨基酸顺序。真核生物mRNA的结构特点真核生物mRNA的5′端带有7-甲基鸟苷-5′-三磷酸的帽子结构和3′端含多腺苷酸的尾巴。原核生物和真核生物mRNA有不同的特点：

①原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在。②原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合后才开始工作。③原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时（RNA噬菌体中的RNA除外）。真核生物mRNA的半寿期较长，如胚胎中的mRNA可达数日。2、核糖体RNA

约为总RNA的80%，含量多。功能：与多种蛋白质结合成核糖体，核糖体是合成蛋白质的场所。原核生物的rRNA有3种:5S、16S、23S.真核细胞核糖体大亚基含28S、5.8S、5S三种rRNA，小亚基只含18S一种。4、tRNA约占总RNA的10-15%，分子小。功能：在蛋白质生物合成中起翻译mRNA信息，并将相应的氨基酸转运到核糖体，参与蛋白质体的生物合成。每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。tRNA的二级结构特点

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