生物化学 课件 第二节 核酸的结构与功能

第二节核酸的结构与功能一、DNA的结构与功能（一）DNA的一级结构

定义：指DNA分子中脱氧核苷酸从5′-末端到3′-末端的排列顺序。

由于脱氧核苷酸之间的差别仅在于碱基的不同，所以DNA的一级结构就是它的碱基

排列顺序，又称碱基序列。5

pApCpTpGpCpT-OH3

5

ACTGCT3

DNA一级结构的表示方式：

二、DNA的二级结构（一）DNA双螺旋结构模型要点1.反向平行的右手双螺旋

（1）

一条链为5′→3′，另一条链为3′→5′

（2）基本参数：直径为2nm；每一个螺距有10个碱基对，每两个相邻的碱基对平面之间的垂直距离为0.34nm，故螺距为3.4nm。3.4nm2nm（2）双螺旋间的碱基互补配对

外侧：由磷酸与脱氧核糖组成的亲水性骨架；

内侧：疏水的碱基；配对原则：A-T、G-C

氢键：

A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。DNA双螺旋结构示意图脱氧核糖磷酸基团碱基（3）稳定力

横向稳定性：氢键；

纵向稳定性：碱基平面间的疏水性碱基堆积力2.DNA双螺旋结构的多样性B-DNA：相对湿度92%，右手螺旋，即Watson

和Crick提出的模型结构，最稳定A-DNA：相对湿度72%，右手螺旋Z-DAN：左手螺旋（三）DNA的超螺旋结构1.原核生物DNA的环状超螺旋结构正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相同负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反原核生物DNA的超螺旋结构2.真核生物DNA高度有序和高度致密的染色质（染色体）真核生物染色体的基本单位是核小体。DNA折叠、盘绕形成高度有序和致密的染色体核小体组蛋白：H1、H2A、

H2B、H3、H4DNA（四）DNA的功能DNA的基本功能是作为生物遗传信息的携带者，是复制和转录的模板，并通过DNA的碱基序列决定蛋白质的氨基酸顺序。

遗传信息是以基因的形式存在的，基因就是DNA分子中有转录活性的特定区段。二、RNA的结构与功能（一）信使RNA（mRNA）的结构与功能mRNA的5′帽子和3′尾巴结构

3′-末端的尾巴结构：有数十至数百个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构，

称为多聚腺苷酸尾或多聚A尾（ployA尾）m7GpppmRNA5′帽子3′尾巴AAAAA......5′-末端的帽子结构：7-甲基鸟苷三磷酸（m7GpppN）

意义：与维持mRNA的稳定性及从细胞核向细胞质转运有关1.5′端帽子和3′端尾巴结构2.功能：蛋白质生物合成的直接模板mRNA的5′帽子和3′尾巴结构m7GpppmRNA5′帽子3′尾巴AUGGCA密码子密码子：mRNA上每3个相邻的核苷酸组成一个密码子，指导蛋白质合成过程中氨基酸的顺序.（二）转运RNA（tRNA）的结构与功能1.tRNA富含稀有碱基包括双氢尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶（pseudouridine，ψ）、次黄嘌呤（I）和甲基化的嘌呤（如mG、mA）等。2.二级结构为“三叶草”型

特点：①反密码环含有反密码子；

②3′-末端的CCA结构可以连接氨

基酸，称氨基酸臂。3.三级结构呈倒“L”型

在蛋白质生物合成过程中反密码子与mRNA的密码子通过碱基互补原则相互识别，将其所携带的氨基酸正确运送到核糖体上合成多肽链。4.tRNA是氨基酸的载体（三）rRNA的结构与功能1.rRNA的结构2.rRNA的功能

主要是与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体。核糖体是蛋白质合成的场所，起装配机的作用。

表3-4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%RNA种类含量结构特点功能mRNA占细胞总RNA的2%～5%分子大小不一，具有5′端帽子和3′端尾巴结构蛋白质生物合成的直接模板tRNA占细胞总RNA的15%二级结构为“三叶草”型；三级结构呈倒“L”型氨基酸的载体rRNA占细胞总RNA的80%以上原核生物含有23S、5S和16S三种rRNA；真核生物有28S、5.8S5S和18S四种rRNArRNA与核糖体蛋白组成核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所表3-5三种主要RNA的结构与功能（四）非编码小RNA（smallnon-messengerRNA，snmRNA）1.核酶定义：一类具有催化作用的小RN