生化核酸结构与功能

生化核酸结构与功能二、核酸得分类及分布90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。(DNA)(RNA)脱氧核糖核酸

核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。第一节核酸得化学组成及一级结构TheChemicalponentandPrimaryStructureofNucleicAcid一、核酸得化学组成1、元素组成C、H、O、N、P2.分子组成——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖——磷酸(phosphate)嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)碱基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)PentoseNucleosideNucleotide11大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流二、核酸得一级结构定义核酸中核苷酸得排列顺序,也称为碱基序列。5′端3′端CGAAGP5

PTPGPCPTPOH3

书写方法5

pApCpTpGpCpT-OH

3

5

ACTGCT

3

第二节DNA得空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA一、DNA得二级结构——双螺旋结构WATSONCRICK(一)DNA双螺旋结构得研究背景

碱基组成分析Chargaff规则：[A]=

[T][G]

[C]

碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维的X-线衍射图谱分析(二)DNA双螺旋结构模型要点(Watson,Crick,1953)DNA分子由两条相互平行但走向相反得脱氧多核苷酸链组成,以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2、37nm。碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側,与对側碱基形成氢键配对(互补配对形式:A=T;G

C)。相邻碱基平面距离0、34nm,螺旋一圈螺距3、54nm,一圈10、5对碱基。(二)DNA双螺旋结构模型要点(Watson,Crick,1953)氢键维持双链横向稳定性,碱基堆积力维持双链纵向稳定性。(二)DNA双螺旋结构模型要点(Watson,Crick,1953)(三)DNA双螺旋结构得多样性二、DNA得超螺旋结构及其在染色质中得组装(一)DNA得超螺旋结构超螺旋结构DNA双螺旋链再盘绕形成超螺旋结构。正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反(二)原核生物DNA得高级结构(三)DNA在真核生物细胞核内得组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成,其基本单位就是核小体(nucleosome)。核小体得组成DNA:约200bp组蛋白:H1H2A,H2BH3H4三、DNA得功能DNA得基本功能就是以基因得形式荷载遗传信息,并作为基因复制和转录得模板。就是生命遗传得物质基础,也就是个体生命活动得信息基础。基因:指DNA分子中得特定区段,其中得核苷酸排列顺序决定了基因得功能。基因组

第三节

RNA得结构与功能StructureandFunctionofRNARNA得种类、分布、功能一、信使RNA得结构与功能hnRNA内含子(intron)mRNA*mRNA成熟过程

外显子(exon)*mRNA结构特点1、大多数真核mRNA得5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷,同时第一个核苷酸得C´2也就是甲基化,形成帽子结构:m7GpppNm-。2、大多数真核mRNA得3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构,称为多聚A尾。帽子结构mRNA核内向胞质得转位mRNA得稳定性维系翻译起始得调控帽子结构和多聚A尾得功能DNAmRNA蛋白转录翻译*mRNA得功能把DNA所携带得遗传信息,按碱基互补配对原则,抄录并传送至核糖体,用以决定其合成蛋白质得氨基酸排列顺序。*tRNA得一级结构特点核苷酸残基数在60－90之间;含10~20%稀有碱基,如DHU3´末端为—CCA-OH5´末端大多数为pG二、转运RNA得结构与功能

稀有碱基*tRNA得二级结构——三叶草形

氨基酸臂

DHU环反密码环额外环

TΨC环*tRNA得三级结构——倒L形*tRNA得功能活化、搬运氨基酸到核糖体,参与蛋白质得翻译。*rRNA得结构三、核蛋白体RNA得结构与功能*rRNA得功能参与组成核蛋白体,作为蛋白质生物合成得场所。*rRNA得种类(根据沉降系数)真核生物5SrRNA28SrRNA5、8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA23SrRNA16SrRNA四、其她非编码RNA除了上述三种RNA外,细胞得不同部位存在得许多其她种类得小分子RNA,统称为非编码RNA(non-codingRNAs,nmRNAs)。ncRNAs核酸得理化性质ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四节一、核酸得紫外吸收1、DNA或RNA得定量OD260=1、0相当于50μg/ml双链DNA40μg/ml单链DNA(或RNA)20μg/ml寡核苷酸2、判断核酸样品得纯度DNA纯品:OD260/OD280=1、8RNA纯品:OD260/OD280=2、0OD260得应用二、DNA得变性(denaturation)定义:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链得过程。理化因素:过量酸,碱,加热,变性试剂如尿素以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其她理化性质变化:OD260增高 粘度下降比旋度下降 浮力密度升高酸碱滴定曲线改变 生物活性丧失DNA变性得本质就是双链间氢键得断裂例:变性引起紫外吸收值得改变DNA得紫外吸收光谱增色效应:DNA变性时其溶液OD260增高得现象。Tm:紫外光吸收值达到最大变化值得50%时得温度称为DNA得解链温度,又称融解温度(Tm)。其大小与G+C含量成正比。三、DNA得复性与分子杂交DNA复性(renaturation)在适当条件下,变性DNA得两条互补链可恢复天然得双螺旋构象,称为复性。减色效应DNA复性时,其溶液OD260降低。热变性得DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火(annealing)。在DNA变性后得复性过程中,将不同种类得DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中,只要两种单链分子之间存在着一定程度得碱基配对关系,在适宜得条件(温度及离子强度)下,就可以在不同得分子间形成杂化双链(heteroduplex)。核酸分子杂交(hybridization)DNA-DNA杂交双链分子变性复性不同来源得DNA分子核酸分子杂交得应用研究DNA分子中某一种基因得位置测定两种核酸分子间得序列相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否就是基因芯片技术得基础

第五节

核酸酶

Nuclease核酸酶就是指所有可以水解核酸得酶依据底物不同分类DNA酶(DNase):专一降解DNA。RNA酶(RNase):专一降解RNA。依据