4-核酸的结构、功能与性质.ppt

1、核酸的结构、性质和功能、核酸的研究历史： 1868年，瑞士外科医生Fridrich Miescher从脓细胞核中分离到了核酸样物质。 核酸分为DNA和RNA两种。 DNA存在于细胞核和线粒体内，RNA存在于细胞质和细胞核内。 1944年，Oswald Avery通过肺炎双球菌转化实验证实DNA是遗传物质的基础。 1953年Watson和Crick 5372年：核酸的一级结构、核酸化学组成、戊糖、核糖、脱氧核糖、碱基、嘌呤、嘧啶、互变异构效应引起的基因的自发变异是DNA分子中的a、t、g、c 4个碱基的第6个碳原子上t和g以酮式和烯醇式两种互变异构形式出现，a和c以氨基式或亚氨基式两种状态出现。

2、 由于化学结构的平衡一般趋向于酮式和亚氨基式，因此在DNA双链结构中总是以AT和GC碱成对的形式出现。 但是偶然地，t以烯醇的形式出现，恰好在DNA的合成到达该位置的瞬间，由于DNA聚合酶的作用，在与其相对应的位置出现配对碱基g，通常的a不出现。 DNA再次被复制后，通过g和c的配对，将原来的AT转换为GC。 同样，如果c以亚氨基的形式出现，当DNA复制的合成到达这个位置的瞬间，DNA对应链不是g而是a。 mutation，正常时，a (氨式构造)和t (酮式构造)配对a以亚胺式存在的情况下，与c成对，DNA和RNA双方都有a、g、c，t只出现在DNA分子上，u只出现在RNA分子上。 比较两种

3、核酸分子的组成，核苷脱氧核苷(脱氧脱糖苷)、核苷=核苷磷酸、5末端的磷酸基、3，5磷酸二酯键、3末端的羟基、核酸是多个一元酸聚合而成的多核苷酸(polynucleotide ) 核苷酸之间的连接方式是，一个核苷酸的5p和下一个核苷酸的3oh形成，3，5磷酸二酯键构成不支链的线性大分子，其中磷酸基和五糖基构成DNA链的骨架，可变部分是碱基排列顺序。 一个核酸分子结构的表示方法有很多种，一般碱基序列的表记是从左到右，左侧是5末端，右侧是3末端。 例如，ATGCTGTC 5 ATGCTGTC 3、核酸的一次结构、核酸的一次结构、基因组水平、上游控制序列：增强子、启动子转录区域：5-非编码区域、内含子

4、、外含子、3-非编码区域的下游控制序列5端非翻译区：帽子结构(IRES SD序列编码区：信号肽序列，成熟蛋白编码区3端非翻译：终止编码，poly A区，基因构成要素，核酸的一次结构，sizeofgenesvary fromsomehundredstoseveralthousandsbps.however， eveninlongergenesonlyasmallpartofthesequenceisusedtoencodeinformations.thecodingregionsarenamedexonsandthenon-codinging inging . thepresenceofintr

5、onsinprokaryoticgenesisextremelyrare.generallythemorecomplexandrecentlyeecently rgan ism表示： themorenumerousandlargertheintrons.somespecificdnaregionsarededicatedtothecontrolofgenesexpression.theseregulatoryseque ftenle gene (5侧)、atit send (3侧) butalsosometimesinintronsorinexons .核酸的一次结构。 DNA链上的特异序列结

6、构1、重复序列ATGGATGG、ATGGGGTA 2、回文序列、茎环结构、GAATTC、GGATCC 3、富A/T区： ATAT box 4、富GC区、核酸的一级同种基因组DNA含量一直保持不变，种间基因组大小和复杂性差异极大。 真核生物具有复杂的染色体结构，其基因组DNA存在单序列和多重重复序列，许多真核基因不连续，成熟RNA中出现的部分称为外显子，DNA连接过程中被删除的部分称为内含子。 原核生物基因组上的功能相关基因常常相互连接，转录到同一mRNA分子，形成多顺反子结构。 一部分病毒中基因重叠的核酸的一次结构、DNA序列的测定-双脱氧链停止法是使用核苷酸链停止剂2、3双脱氧核苷酸停止DN

7、A延长的原理。 因为形成3-5磷酸二酯键所需的3-OH不足，一旦进入DNA链，就不能进一步延长该DNA链。 根据碱基对的原则，每当dNMP需要加入正常延长的DNA链时，DNA聚合酶有两种可能。 一个是参与ddNTP，结果导致脱氧核苷酸链延长的终止。 二是参加dNTP，继续延长DNA链，使其能够参加下一个ddNTP。 通过这种方法，能够获得以ddNTP结尾的一组长短不同的DNA片段。 方法分为4组，分别经ddAMP、ddGMP、ddCMP、ddTMP反应后，聚丙烯酰胺凝胶电泳可按泳动带读出DNA序列。 测定DNA序列的双脱氧链终止法原理：核苷酸从某一定点随机终止某一特定碱基，产生a、t、c、g

8、4组不同长度的一系列核苷酸，在尿素改性页面上电泳检测，得到DNA序列。 同位素标记ddNTP、人工测定、核酸一级结构、DNA序列测定全自动、核酸一级结构、DNA全自动测序、4种不同荧光分子分别标记4种ddNTP。 四个反应分开进行，产物根据一个过程进行电泳分离并根据每个区域中的荧光颜色来标识读取次序不仅可以增加分析采样的数量并且还可以克服由于过程之间的差异引起的读取次序的误差。 与传统的手动序列分析相比，用荧光素代替安全无污染的同位素，避免放射性同位素污染和对人体危害的模板使用量大幅减少，单链DNA模板使用量为0.4g，双链DNA质粒模板使用量为0.8g，PCR产物使用量为5ng20ng。 测

9、序长度大大提高，一般可达550bp800bp。 核酸的一级结构、核酸的二级结构、核酸的二级结构、DNA双螺旋结构的主要依据： 1、Chatgaff规则2、Wilkins等用x射线衍射法得到的DNA结构资料、DNA双螺旋结构的要点(1)主链(backbone ) :脱氧核糖和磷酸基通过酯键主链有两条，它们像“麻花”一样围绕共同轴心向右手方向旋转，相互平行地反过来形成双螺旋结构。 主链位于螺旋外，说明了由糖和磷酸组成的主链的亲水性。 (2)碱对(base pair ) :碱位于螺旋的内侧，它们以垂直于螺旋轴的取向，通过糖苷键与主链的糖基连接。 同一平面的碱在两条主链之间形成碱对。 配对碱通常指a、

10、t、g和C (3)的大槽和小槽：大槽和小槽分别是双螺旋表面凹陷的大槽和小槽。 小槽在双螺旋互补链之间，大槽在相邻的两股之间。(4)结构尺残奥：螺旋直径2nm； 螺旋周期为含有10对碱的螺距3.4nm； 邻接碱基对平面的间距0.34nm，3，5磷酸二酯键A-T:两个氢键G-C :三个氢键，核酸的二次结构，DNA的双螺旋结构， polymorphismtherearethreenaturalformsof b and z )， theoriginofthesedifferentformsarerelatedtotheconformationofthesugarandtheorientationof

11、thebaserelativetothesugar.thus depart goot cal conditions (水平/销售内容)、dnacanformseveraldifferentconformations (水平/销售内容)。 z ).eachconformationpossessesspecificparameters : diameterofthehelix，numberofbasespertouranddistancebetweenplanofbases.the b prevailingunderphysiologicalconditionsoflowionicstrength

12、andhighdegreeofhydration.b-DNA排列s 10 nucleotidesperhelixtour oftheb rtothehelixaxisandthehelixsurfaceexhibitstwoprominentgrooves (majorandminor ).thez-formisobservedindnag-crichlocalregion.z -关键字互联网支持ssanusualleft -手持helix (of 12基本支架/tour ) withasinglenarrowdeepgroove.the c-forman DD-formareunusuals

13、ubclassessofb-type.c-dnaissometimesobservedunder na is only found in 核酸二级结构、DNA三螺旋(hDNA、ts-DNA )、由多嘧啶和多嘌呤组成的DNA螺旋链段，在其序列中具有长镜像重复的DNA三螺旋、eachtimeacelldividesintotwodaughtercells， allthednamoleculemustbeduplicated.duplicationofanolddnamoleculeintotwonewdnamoleculesiscalledreplication.during复制the stwos

14、trandsareseparated.anareaknownasthereplicationbubbleformsandprogressesalongthemoleculeinboorated direction.theneachdnast esynthesisofanewcomplementarystrand.eachdaughterdnamoleculeisanexactct s parent molecule， consistingofoneoldandonewdnastrand.thusthereplicationissemi-conservative、dnasemi-conservative In humans、thereplicationocc inprokaryotesthisratemayreach 500 nucleotides/second.howevereukaryoteshavemultiplereplicationbubblesonthesameparentdna。 whileprokaryotesopenasinglebubbleperdnamolecule是inorderfordnapolymerasestoaccessfreeunraveleddnapar