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1、从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。生物大分子的结构生物大分子的结构与功能与功能从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第一章第一章 核酸的结构和功能核酸的结构和功能 Structure and Function of Nucleic Acid从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。目 录第一节第一节
2、 核酸的种类、分布和化学组成核酸的种类、分布和化学组成第二节第二节 核酸的分子结构核酸的分子结构第三节第三节 核酸的理化性质及其应用核酸的理化性质及其应用第四节第四节 核酸的制备、测定及研究技术核酸的制备、测定及研究技术从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。核核 酸酸 (nucleic acid)核酸核酸是一类重要的生物大分子，担负着是一类重要的生物大分子，担负着生命信息的储存与传递。生命信息的储存与传递。核酸是现代生物化学、分子生物学的重核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域，是基因工程
3、操作的核心分要研究领域，是基因工程操作的核心分子。子。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。核酸的发现和研究工作进展核酸的发现和研究工作进展18681868年年 Fridrich Miescher Fridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素”19441944年年 Avery Avery等人等人证实证实DNADNA是遗传物质是遗传物质19531953年年 Watson Watson和和CrickCrick提出提出DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型19661966
4、年年 Nirenberg Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码19751975年年 Temin Temin和和BaltimoreBaltimore发发现现逆转录酶逆转录酶;SangerSanger建建立立DNADNA测序方法测序方法19811981年年 T.Cech T.Cech发现了核酶发现了核酶19851985年年 Mullis Mullis发明发明PCR PCR 技术技术19901990年年 美国启动美国启动人类基因组计划人类基因组计划(HGP)(HGP)20192019年年 中国获准加入人类基因组计划中国获准加入人类基因组计划20192019年年 美、英等国美、英等国完成人类基因
5、组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第一节第一节 核酸的种类、分布和化学核酸的种类、分布和化学组成组成一、核酸的生物学功能一、核酸的生物学功能二、核酸的种类和分布二、核酸的种类和分布三、核酸的化学组成三、核酸的化学组成从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、核酸的生物学功一、核酸的生物学功能能orand肺肺炎炎球球菌菌转转化化实实验验从使用情况来看，闭胸
6、式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录逆转录逆转录复制复制复制复制DNARNA生物学的中心法则生物学的中心法则从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、核酸的种类及分布二、核酸的种类及分布(DNA)(RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核核糖核酸酸RNA主要存在于细胞质中，约占主要存在于细胞质中，约占90%，少量存在于细胞，少量存在于细胞核。核。RNA有三种：信使有三种：信使RNA（mR
7、NA），占总），占总RNA 5%。核糖体核糖体RNA（rRNA），占总），占总RNA 80%。转移转移RNA（tRNA），占总），占总RNA 10-15%。真核真核98%核中（染色体中）核中（染色体中）核外核外线粒体（线粒体（mDNA）叶绿体（叶绿体（ctDNA）原核原核拟核拟核核外：质粒（核外：质粒（plasmid）病毒病毒：DNA病毒病毒从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。三、核酸的化学组成三、核酸的化学组成核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸碱基碱基戊糖戊糖元素组成：元素组成：C H O
8、 N PA、G、C、U（RNA)A、G、C、T (DNA)核糖（核糖（RNA）脱氧核糖（脱氧核糖（DNA）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。两类核酸的基本化学组成两类核酸的基本化学组成从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（一）（一）戊糖戊糖组成核酸的戊糖有两种。组成核酸的戊糖有两种。DNADNA所含的糖为所含的糖为D-2-D-2-脱氧核糖；脱氧核糖；RNARNA所含的糖则为所含的糖则为D-D
9、-核糖。核糖。RiboseRiboseDeoxyriboseDeoxyribose从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(二）碱二）碱基基1.1.嘌呤嘌呤（PurinePurine）1 12 23 34 45 56 69 97 78 8l腺嘌呤腺嘌呤AdenineAdenineA Al鸟嘌呤鸟嘌呤guanineguanineGG从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.嘧啶嘧啶（Pyrimid
10、inePyrimidine）1 12 23 34 45 56 6尿嘧尿嘧啶啶uracilU胞嘧啶胞嘧啶cytosineC胸腺嘧胸腺嘧啶啶thymineTCH3从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。稀有碱基稀有碱基除上述除上述5 5种基本的碱基外，核种基本的碱基外，核酸中还有一些含量甚少的碱酸中还有一些含量甚少的碱基，通常称为基，通常称为稀有碱基稀有碱基。稀。稀有碱基的种类很多，大部分有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。是上述碱基的甲基化产物。N,N-二甲基腺嘌呤：二甲基腺嘌呤：m26
11、66A从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（三）核苷（三）核苷核苷核苷 戊糖戊糖+碱基碱基 糖与碱基之间的糖与碱基之间的C-NC-N键，称为键，称为C-NC-N糖苷键糖苷键1 1 2 2 3 3 4 4 5 5(OH)1 1 2 2 3 3 4 4 5 5(OH)从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。Adenosine Guanosine Cytidine Uridine核酸中的各种核苷核酸中的
12、各种核苷从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。几种稀有核苷几种稀有核苷假尿嘧啶核假尿嘧啶核苷苷 （）二氢尿嘧啶核苷二氢尿嘧啶核苷 （DHU）2-O-甲甲基腺苷基腺苷(Am)CH3CH3H3CHH5HH6A）（m2N,N-二甲基腺嘌呤二甲基腺嘌呤66从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（四）核苷酸（四）核苷酸腺嘌呤核苷酸（腺嘌呤核苷酸（AMP）Adenosine monophosphate脱氧腺嘌
13、呤核苷酸（脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMPdAMP）Deoxyadenosine monophosphate鸟嘌呤核苷酸（鸟嘌呤核苷酸（GMPGMP）胞嘧啶核苷酸（胞嘧啶核苷酸（CMPCMP）尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMPUMP）脱氧鸟嘌呤核苷酸脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMPdGMP）脱氧胞嘧啶核苷酸脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMPdCMP）脱氧胸腺嘧啶核苷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMPdTMP）OHH从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。PPPPPPPP腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷酸酸（AMP）鸟嘌呤核苷鸟嘌呤核
14、苷酸酸（GMP）尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷酸酸（UMP）胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷酸酸（CMP）脱氧腺嘌呤核苷酸脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）脱氧鸟嘌呤核苷脱氧鸟嘌呤核苷酸酸（dGMP）脱氧胸腺嘧啶核苷脱氧胸腺嘧啶核苷酸酸（dTMP）脱氧胞嘧啶核苷酸脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（五）细胞内游离核苷酸及其衍（五）细胞内游离核苷酸及其衍生物生物多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸环化核苷酸环化核苷酸辅酶类核苷酸辅酶类核苷酸从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、
15、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。AMPADPATP 1.多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.环化核苷酸环化核苷酸OPOOHOA(G)OOOHCH2HHHHcAMP(cGMP)cAMP(cGMP)的结构的结构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.3.辅酶类核苷酸辅酶类核苷酸NADP+NAD+从使用情况来看，闭胸式的使用比较
16、广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。Vit B2FMNAMPFAD从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第二节第二节 核酸的分子结构核酸的分子结构一、一、DNADNA的分子结构的分子结构二、二、RNARNA的分子结构的分子结构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、一、DNADNA的分子结构的分子结构（一）（一）DNA DNA
17、 一级结构一级结构（二）（二）DNADNA碱基组成的碱基组成的ChargaffChargaff规规则则（三）（三）DNADNA的二级结构的二级结构（四）（四）DNADNA的三级结构的三级结构 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（一）（一）DNA DNA 一级结构一级结构 DNADNA的一级结构是由数量极其庞大的的一级结构是由数量极其庞大的四种脱氧核四种脱氧核苷酸苷酸，dAMP,dGMP,dCMP,dTMPdAMP,dGMP,dCMP,dTMP通过通过35-35-磷酸磷酸二酯键二酯键连接起来的
18、线形或环形多核苷酸链。连接起来的线形或环形多核苷酸链。DNADNA分分子子中中核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序叫叫做做DNADNA的的一一级级结结构，简称为构，简称为碱基序列碱基序列。一一级级结结构构的的走走向向规规定定为为5353。不不同同的的DNADNA分分子子具具有有不不同同的的核核苷苷酸酸排排列列顺顺序序，因因此此携携带带有有不不同的遗传信息同的遗传信息从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。5 5 3 3 3 -5 磷酸二酯键磷酸二酯键核酸分子中核苷核酸分子中核苷酸之间的共价键酸之间的共
19、价键从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一级结构表示法：一级结构表示法：结构式，线条式，字结构式，线条式，字母式母式53结构结构式式5 pApTpCpGpCpT-OH 3 字母式字母式A T P5 P C PG PC PT P OH 3 线条式线条式从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（二）（二）DNADNA碱基组成的碱基组成的ChargaffChargaff规规则则ChargaffCharg
20、aff首先注意到首先注意到DNADNA碱基组成的某些规律性，碱基组成的某些规律性，在在年总结出年总结出DNADNA碱基组成的规律：碱基组成的规律：1.1.同一生物的不同组织的同一生物的不同组织的DNADNA碱基组成相同；碱基组成相同；2.2.同一种生物同一种生物DNADNA碱基组成不随生物体的年龄、碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变；营养状态或者环境变化而改变；3.3.几乎所有的几乎所有的DNADNA，无论种属来源如何，其腺嘌，无论种属来源如何，其腺嘌呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同A A =T T，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相，鸟嘌呤摩尔
21、含量与胞嘧啶摩尔含量相同同G G=C C，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同啶摩尔含量相同A AG G=C CT T。4.4.不同生物来源的不同生物来源的DNADNA碱基组成不同，表现在碱基组成不同，表现在A AT/GT/GC C比值的不同。这些结果后来为比值的不同。这些结果后来为DNADNA的双螺的双螺旋结构模型提供了一个有力的佐证。旋结构模型提供了一个有力的佐证。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（三）（三）DNADNA二级结构二级结构双螺旋结构双螺旋结构从
22、使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.DNA双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：A=TA=TG G C C 碱基的理化数据分析碱基的理化数据分析A-TA-T、G-CG-C以以氢键氢键配对较合理配对较合理DNADNA纤维的纤维的X-X-光衍射图谱分光衍射图谱分析析从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.DNA2.DNA双
23、螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）（1 1）DNA DNA分子由两条反向平行的分子由两条反向平行的多核苷酸链构成双螺旋结构。两多核苷酸链构成双螺旋结构。两条链围绕同一个条链围绕同一个“中心轴中心轴”形成形成右手螺旋，螺旋表面有一条大沟右手螺旋，螺旋表面有一条大沟和一条小沟。和一条小沟。（2 2）嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋）嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋内侧，碱基平面与纵轴垂直，碱内侧，碱基平面与纵轴垂直，碱基之间的堆积距离为基之间的堆积距离为0.34nm 0.34nm。磷。磷酸与脱氧核糖在外侧，彼此之间酸与脱氧核糖在外侧，彼此之间通过磷酸二酯键连接，形成通过磷酸
24、二酯键连接，形成DNADNA的的骨架。糖环平面与中轴平行。骨架。糖环平面与中轴平行。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.DNA2.DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）（3 3）双螺旋的直径为）双螺旋的直径为2nm2nm，顺轴方，顺轴方向每隔向每隔0.34nm0.34nm有一个核苷酸有一个核苷酸,两个核两个核苷酸之间的夹角为苷酸之间的夹角为3636，因此，沿中，因此，沿中心轴每旋转一周有心轴每旋转一周有1010个核苷酸。个核苷酸。（4 4）一条多
25、核苷酸链上的嘌呤碱基）一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条链上的嘧啶碱基以氢键相与另一条链上的嘧啶碱基以氢键相连，匹配成对，配对的原则是连，匹配成对，配对的原则是A=TA=T之间形成二个氢键，之间形成二个氢键，G G C C之间形成之间形成三个氢键。因此，三个氢键。因此，DNA DNA的一条链为的一条链为另一条链的互补链。另一条链的互补链。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。碱基的配对碱基的配对 A T C G从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在
26、近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.DNA3.DNA双螺旋结构的稳定因素双螺旋结构的稳定因素 氢键氢键 碱基堆集力碱基堆集力 带带负电荷的磷酸基负电荷的磷酸基与带正电荷的阳离与带正电荷的阳离子形成离子键子形成离子键从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.DNA4.DNA双螺旋结构的多态双螺旋结构的多态性性Z-DNAB-DNAA-DNA三种三种DNA双螺旋构象比双螺旋构象比较较A B Z外型外型 粗短粗短 适中适中 细长细长螺旋方向螺旋方向 右手右手 右手右手 左手左手螺旋直
27、径螺旋直径 2.3nm 2.0nm 1.8nm螺距螺距 2.8nm 3.4nm 4.5nm碱基夹角碱基夹角 33 36 60每圈碱基数每圈碱基数 11 10 12碱基对间碱基对间垂直距离垂直距离0.255nm 0.34nm 0.37nm碱基对倾角碱基对倾角 20 0 7 大沟大沟 很窄很深很窄很深 很宽较深很宽较深 平坦平坦小沟小沟 很宽、浅很宽、浅 窄、深窄、深 较窄很深较窄很深从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。5.5.三链三链 DNA DNADNA三链间三链间的碱基配对的碱基配对T-A-
28、TC-G-CDNA分子内分子内的三链结构的三链结构 多聚嘌呤多聚嘌呤多聚嘧啶多聚嘧啶 DNA分子分子内的三链结内的三链结构构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（四）（四）DNADNA的三级结的三级结构构DNADNA双螺旋进一步扭曲成三级结双螺旋进一步扭曲成三级结构。构。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.DNA1.DNA的超螺旋结构的超螺旋结构某些小病毒、细菌的质粒、噬菌体、真核生物某些
29、小病毒、细菌的质粒、噬菌体、真核生物线粒体和叶绿体以及某些细菌染色体中的线粒体和叶绿体以及某些细菌染色体中的DNADNA为双链环形，其三级结构为为双链环形，其三级结构为麻花状超螺麻花状超螺旋形式旋形式。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。L=25,T=25,W=0松弛环形松弛环形1152010523L=23,T=23,W=0解链环形解链环形15101520231510152025L=23,T=25,W=2负超螺旋负超螺旋121482316131510152023右手旋转拧松两周后的线形右手旋转
30、拧松两周后的线形DNADNADNA超螺旋的形成超螺旋的形成超螺旋的拓超螺旋的拓扑学公式：扑学公式：L=T+W从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。超螺旋状态的定量描述超螺旋状态的定量描述公式公式1 1：L=T+W L=T+W L L连环数，连环数，DNADNA双螺旋中一条链以右手螺旋绕另双螺旋中一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数。一条链缠绕的次数。TDNA TDNA分子中的螺旋数分子中的螺旋数 W W超螺旋周数或扭曲数超螺旋周数或扭曲数公式公式2 2：=（L-LL-L0 0）/L/L0 0 超
31、螺旋度超螺旋度 L L0 0松驰态松驰态DNADNA连环数连环数如上述超螺旋如上述超螺旋DNA的的L=23 L0=25，=-0.08L=25,T=25,W=0松弛环形松弛环形1152010523L=23,T=25,W=2负超螺旋负超螺旋12148231613从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。DNADNA超螺旋结构整体或局部超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于的拓扑学变化及其调控对于DNADNA复制和复制和RNARNA转录过程具有转录过程具有关键作用。关键作用。DNADNA超螺旋结构形
32、成的意义超螺旋结构形成的意义从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.DNA在真核生物细胞核内的在真核生物细胞核内的组装组装真核生物染色体由真核生物染色体由DNADNA和蛋白质构和蛋白质构成，其基本单位是成，其基本单位是 核小体核小体(nucleosome)(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成 DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1 H2A，H2B H3 H4各各2分子分子从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工
33、程施工中已很少使用，在此不再说明。核小体的直核小体的直径径10-11nm10-11nm，DNADNA分子分子在组蛋白核在组蛋白核心外面缠绕心外面缠绕约约1.81.8圈圈，有大约有大约160bp160bp。连。连接核小体的接核小体的DNA片段约片段约为为32-34bp从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。核小体盘绕及染色质示意图核小体盘绕及染色质示意图从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、二、R
34、NARNA的分子结构的分子结构（一）（一）RNARNA一级结构一级结构 和类别和类别（二）（二）tRNA tRNA 的分子结构的分子结构（三）（三）rRNA rRNA的分子结构的分子结构（四）（四）mRNAmRNA的分子结构的分子结构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（一）（一）RNARNA的类别和的类别和一级结构一级结构 信使信使RNA（messenger RNA，mRNA）：在蛋白）：在蛋白质合成中起模板作用；质合成中起模板作用；核糖体核糖体RNA（ribosoal RNA，rRNA）：
35、与蛋白）：与蛋白质结合构成核糖体（质结合构成核糖体（ribosome）,核糖体是蛋白质合成核糖体是蛋白质合成的场所；的场所；转移转移RNA（transfor RNA，tRNA）：在蛋白质）：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。合成时起着携带活化氨基酸的作用。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。RNA分分子子中中各各核核苷苷之之间间的的连连接接方方式式（3-5磷磷酸酸二二酯酯键键）和和排排列列顺顺序序叫叫做做RNA的一级结构的一级结构OHOHOH53 RNA与与DNA的差异的差异 DNA R
36、NA糖糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖碱基碱基 AGCT AGCU 不含稀有碱基不含稀有碱基 含稀有碱基含稀有碱基从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（二（二)tRNA 的分子结构的分子结构二级结构特征二级结构特征：单链单链 三叶草叶形三叶草叶形 四臂四环四臂四环三级结构三级结构 特征：特征：在二级结构基础上在二级结构基础上进一步折叠扭曲形成倒进一步折叠扭曲形成倒L型型从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此
37、不再说明。tRNA tRNA 的二级结构的二级结构 三叶草形三叶草形DHU环环IGC反密码子反密码子反密码环反密码环氨基酸臂氨基酸臂可变环可变环TC环环CCA35 氨基酸臂氨基酸臂 DHU DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC TC环环从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。tRNAtRNA的三级结构的三级结构 倒倒L L形形从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。*真核生物真核生物5S
38、rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNArRNA的种类（根据沉降系数）的种类（根据沉降系数）n（三）（三）rRNA的分子结构的分子结构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。结构特征结构特征：单链，螺旋化程度较单链，螺旋化程度较tRNA低低 与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能5S RNA的二级结构的二级结构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构
39、，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（四）（四）mRNA的分子结构的分子结构hnRNA 内含子内含子(intron)mRNA *mRNA成熟过程成熟过程 外显外显子子(exon)从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。*mRNA结构特点：结构特点：1.大大多多数数真真核核mRNA的的5末末端端均均在在转转录录后后加加上上一一个个7-甲甲基基鸟鸟苷苷，同同时时第第一一个个核核苷苷酸酸的的C2也也是甲基化，形成帽子结构：是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。2.大多数真核大
40、多数真核mRNA的的3末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A尾。尾。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。帽子结构帽子结构帽子结构帽子结构帽子结构帽子结构OCH3从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。mRNA由核内向胞质的转移由核内向胞质的转移mRNA的稳定性的稳定性翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子结构和多聚帽子结构和多聚A A尾的功能尾的功能从使用
41、情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。*mRNA的功能的功能 把把DNA所所携携带带的的遗遗传传信信息息，按按碱碱基基互互补补配配对对原原则则，抄抄录录并并传传送送至至核核糖糖体体，用用以以决决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之
42、中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。其他小分子其他小分子RNA除除了了上上述述三三种种RNA外外，细细胞胞的的不不同同部部位位存存在在的的许许多多其其他他种种类类的的小小分分子子RNA，统统称称为为非非mRNA小小RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs)。snmRNAs从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第三节第三节 核酸的理化性质及其应用核酸的理化性质及其应用一、核酸的一般性质一、核酸的一般性质二、核酸的紫
43、外吸收性质二、核酸的紫外吸收性质三、核酸的变性、复性和分子杂交三、核酸的变性、复性和分子杂交从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、核酸的一般性质一、核酸的一般性质1 1、性状、性状：DNADNA为白色纤维状固体，为白色纤维状固体，RNARNA为白色粉末。为白色粉末。2 2、粘性、粘性：核酸的水溶液粘度很大，：核酸的水溶液粘度很大，DNADNA分子粘度大于分子粘度大于RNARNA。核酸变性后，。核酸变性后，粘度下降。粘度下降。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全
44、部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3 3、溶解性、溶解性：RNARNA和和DNADNA都是极性的化合物，两者都是极性的化合物，两者都微溶于水，都微溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂溶剂。它们的钠盐易溶于水。它们的钠盐易溶于水。核酸的提取？核酸的提取？从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4、核酸的酸碱性质核酸的酸碱性质 核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸具有核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸具有两性电两
45、性电离的性质离的性质。但核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏。但核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏酸性。酸性。DNADNA的的pIpI约为约为4 45 5，RNARNA的的pIpI约为约为2.02.02.52.5，在，在pH7pH78 8电泳电泳时泳向时泳向正极正极。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、核酸的紫外吸收性二、核酸的紫外吸收性质质1 1、光吸收：、光吸收：紫外吸收波段：紫外吸收波段：240240290nm290nm 最大吸收峰：最大吸收峰：260nm260nm
46、2 2、变性后的光学性质：、变性后的光学性质：（1 1）增色效应）增色效应：与天然与天然DNADNA相比，变性相比，变性DNADNA因其双螺旋结构破坏，使碱基因其双螺旋结构破坏，使碱基充分外露，因此，紫外吸收增加，这种现象叫增色效应。充分外露，因此，紫外吸收增加，这种现象叫增色效应。（2 2）减色效应）减色效应：若变性若变性DNADNA复性形成双螺旋结构后，其紫外吸收降低，这复性形成双螺旋结构后，其紫外吸收降低，这种现象叫减色效应。种现象叫减色效应。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。DNAD
47、NA的紫外吸收光谱的紫外吸收光谱天然天然DNA变性变性DNA核苷酸总吸收值核苷酸总吸收值1232202402602800.10.20.30.4波长（波长（nmnm）光光吸吸收收123从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。OD260的应用的应用1.DNA或或RNA的定量的定量RNA浓度（浓度（ug/mL）=OD2600.022XLX稀释倍数稀释倍数DNA浓度（浓度（ug/mL）=0.02XLOD260X稀释倍数稀释倍数式中：式中：OD260为为260nm波长处光密度值；波长处光密度值；L为比色杯为
48、比色杯的光程，一般为的光程，一般为1cm；0.022为每毫升溶液含为每毫升溶液含1微克微克RNA的光密度；的光密度；0.02为每毫升溶液内含为每毫升溶液内含1微克微克DNA钠钠盐时的光密度。盐时的光密度。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度DNA纯品纯品:OD260/OD280=1.8RNA纯品纯品:OD260/OD280=2.0从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用
49、，在此不再说明。三、核酸的变性、复性和分子杂交三、核酸的变性、复性和分子杂交（一）变性（一）变性（二）复性（二）复性（三）核酸的分子杂交（三）核酸的分子杂交从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(一）变性一）变性1 1、DNADNA变性的概念变性的概念：指：指DNADNA分子中的双螺旋结构解链为无规则线性结构的分子中的双螺旋结构解链为无规则线性结构的现象。现象。2 2、DNADNA变性的本质变性的本质：维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭：维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破
50、坏，但不涉及到其一级结构的改变。到破坏，但不涉及到其一级结构的改变。3 3、导致导致DNADNA变性的因素变性的因素：凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端：凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的的pHpH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲醛等，均可引起核酸分子变性、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲醛等，均可引起核酸分子变性从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。DNADNA的变性过程的变性过程加热加热部分双螺旋解开部分双螺旋解开 无规则线团无规则线团 链内碱基链内碱基配对配对从使用情况来看，闭胸式