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1、会计学1核酸核酸(h sun)化学化学2第一页，共66页。第一节第一节 核酸核酸(h sun)的概念和重要性的概念和重要性（一）核酸的概念（一）核酸的概念1、发现、发现 1869年，年，Miescher（米歇尔）从细胞核中分离出（米歇尔）从细胞核中分离出“核素核素”。Miescher是瑞士的青年科学家（外科医生），从外科绷带上是瑞士的青年科学家（外科医生），从外科绷带上的脓细胞的细胞核中分离出一种有机物质，含磷酸之高超过了的脓细胞的细胞核中分离出一种有机物质，含磷酸之高超过了当时发现的有机化合物，并且具有当时发现的有机化合物，并且具有(jyu)很强的酸性。根据这很强的酸性。根据这种物质的来源是
2、细胞核，当时称为种物质的来源是细胞核，当时称为“核素核素”（nuclein）。）。1889年，年，Altman（米歇尔的学生）制备了这种物质，并证米歇尔的学生）制备了这种物质，并证明这种有机物质是含磷的酸，所以成为核酸（明这种有机物质是含磷的酸，所以成为核酸（nucleic acid）。）。2、概念、概念 定义为从生物体内分离出来的一类含磷的酸性物质。定义为从生物体内分离出来的一类含磷的酸性物质。第1页/共65页第二页，共66页。（二）类型（二）类型(lixng)和分布和分布n n1 1、类型、类型、类型、类型n n 193040 193040年，年，年，年，Kossel&LeveneKoss
3、el&Levene等确定等确定等确定等确定(qudng)(qudng)核酸核酸核酸核酸的的组分：的的组分：的的组分：的的组分：n n2 2、分布、分布、分布、分布n n所有生物细胞内都含有这两类物质。病毒有所有生物细胞内都含有这两类物质。病毒有所有生物细胞内都含有这两类物质。病毒有所有生物细胞内都含有这两类物质。病毒有DNADNA病毒病毒病毒病毒和和和和 RNA RNA病毒。病毒。病毒。病毒。n nDNADNA主要分布在真核细胞核内，细胞质有少量细胞器主要分布在真核细胞核内，细胞质有少量细胞器主要分布在真核细胞核内，细胞质有少量细胞器主要分布在真核细胞核内，细胞质有少量细胞器中有，原核细胞在细
4、胞的中心；中有，原核细胞在细胞的中心；中有，原核细胞在细胞的中心；中有，原核细胞在细胞的中心；n n RNA RNA主要在细胞质内，细胞核内有少量。主要在细胞质内，细胞核内有少量。主要在细胞质内，细胞核内有少量。主要在细胞质内，细胞核内有少量。核酸脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）第2页/共65页第三页，共66页。（三）重要性（三）重要性n n1 1、核酸是生物体最基本的成分之一，是生命活动的重要物质基础。、核酸是生物体最基本的成分之一，是生命活动的重要物质基础。n n2 2、是作为遗传的物质基础，具有储存、是作为
5、遗传的物质基础，具有储存(ch(ch cn)cn)和和 传递遗传信息的传递遗传信息的功能。功能。第3页/共65页第四页，共66页。n n（一）元素组成（一）元素组成n n 根据化学元素分析可知根据化学元素分析可知(k zh)：核酸主要：核酸主要含有含有C、H、O、N、P五种大量元素，其中五种大量元素，其中磷的含量比较恒定，平均为磷的含量比较恒定，平均为9-10%。n n 因此，可以通过测定生物样品中的磷的因此，可以通过测定生物样品中的磷的含量，来粗略地估计核酸的含量。含量，来粗略地估计核酸的含量。第二节第二节 核酸的组成核酸的组成(z chn)成分成分第4页/共65页第五页，共66页。（二）核
6、酸（二）核酸(h sun)的化合物组成的化合物组成核酸(hsun)nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸(lnsun)phosphate嘌呤碱purinebase或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）核糖ribose或脱氧核糖脱氧核糖 deoxyribose（戊糖amylsugar）第5页/共65页第六页，共66页。（一）核糖和脱氧核糖（一）核糖和脱氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12-D-2-核糖-D-2-脱氧核糖O核糖+H+糠醛甲基间苯二酚FeCl3绿色绿色(l s)产物产物脱氧核糖+H+-羟基(qingj)-酮戊醛
7、二苯胺(bnn)蓝色产物蓝色产物RNA和和DNA定性、定量测定定性、定量测定第6页/共65页第七页，共66页。（二）嘌呤（二）嘌呤(piolng)碱和嘧啶碱碱和嘧啶碱NNNNHHHHNNNNHHHH123 456789嘌呤(piolng)NH2腺嘌呤adenine（A）NNNNHHHHOH2N鸟嘌呤guanine（G）第7页/共65页第八页，共66页。NNHHHH嘧啶(mdn)123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶(mdn)thymine（T）第8页/共65页第九页，共66页。NNOOHHH酮
8、式HNNOOHHH酮式HHH烯醇式第9页/共65页第十页，共66页。（三）核苷（三）核苷OHOH2COHOHOH12345核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷第10页/共65页第十一页，共66页。OHOH2COHOHOH12345核糖OHOH2COHOH12345核糖NNOOHHH尿嘧啶H1尿苷NCOONHHH51OH假尿苷（）第11页/共65页第十二页，共66页。（四）核苷酸（四）核苷酸OHOH2COHOHOH12345核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷PO-OO胸苷-5-磷酸(lnsun)AMPOPO-OOADPATPPO-OO第12页/共65页第十三页，共66页。各种核苷三磷酸和脱氧核苷三磷酸
9、是体内(tni)合成RNA和DNA合成的直接原料。在体内在体内(t ni)能量代谢中的作用：能量代谢中的作用：ATP能量(nngling)“货币”UTP参加糖的互相转化与合成CTP参加磷脂的合成GTP参加蛋白质和嘌呤的合成第二信使第二信使cAMP第13页/共65页第十四页，共66页。OHO-OOCH2TO=PO-35OHOHO-OOCH2GO=PO-35OHOOCH2OHOHAO=POO-35351PPPOHATGpGpTpAOHpG-T-ApGTA第14页/共65页第十五页，共66页。第第1、2节小结节小结(xioji)n n核酸类型(lixng)n n核酸元素组成、核苷酸组成n n核酸基本
10、单位-核苷酸第15页/共65页第十六页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)第16页/共65页第十七页，共66页。n n1.1.构成核酸的基本单位是什么？构成核酸的基本单位是什么？n n核苷酸核苷酸n n2.2.核酸分哪两类？它们在化学组成上有哪些不同点？核酸分哪两类？它们在化学组成上有哪些不同点？n nDNADNA；RNARNAn n不同点列表不同点列表(li bio)(li bio)对比如下：对比如下：观察观察(gunch)(gunch)与思考与思考商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授 DNA DNA RNA RNA核糖组分核糖组分脱氧脱
11、氧核糖核糖核糖核糖碱基组分碱基组分A、G、C、TA、G、C、U核苷酸组成核苷酸组成dAMP dCMP dGMP dTMPAMP CMPGMP UMP第17页/共65页第十八页，共66页。DNADNA的电镜照片的电镜照片(zhopin)(zhopin)观察观察(gunch)(gunch)与思考与思考商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授第18页/共65页第十九页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)指指DNADNA分子分子(fnz)(fnz)中各脱氧核苷酸残基的中各脱氧核苷酸残基的排列顺序（或序列）叫排列顺序（或序列）叫DNADNA的一级结构。的
12、一级结构。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念第19页/共65页第二十页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)(1)简略简略(jinl)(jinl)式式(2)(2)字母式字母式 5-PG-PC-PT-PA-3 5-PG-PC-PT-PA-3(3)(3)线条式线条式 5 3 5 3 G C T A G C T A商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法第20页/共65页第二十一页，共66页。第三节第三节
13、 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)(1)测定方法测定方法与测定肽链的氨基酸顺序相似与测定肽链的氨基酸顺序相似(2)(2)测定重要性测定重要性DNADNA是重要的遗传物质，是重要的遗传物质，DNADNA所携带的遗传信息都储所携带的遗传信息都储存在核酸自身的一级结构之中。存在核酸自身的一级结构之中。(3)(3)测定概况测定概况19771977年年sangersanger首次首次(shu c)(shu c)测定噬菌体测定噬菌体X174X174单单链链DNADNA全部核苷酸顺序，共全部核苷酸顺序，共53865386个核苷酸。个核苷酸。19901990年年1010月美国政府启动测
14、定人类染色体月美国政府启动测定人类染色体DNADNA的全的全部核苷酸序列部核苷酸序列“人类基因组计划人类基因组计划”。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定第21页/共65页第二十二页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)我国核酸序列公共数据库于我国核酸序列公共数据库于20002000年年7 7月月3 3日上午日上午9 9时正式时正式上网开始接受注册登记上网开始接受注册登记 中科院上海生命科学研究院副院长中科院上海生命科学研究院副院长(yun chn)(
15、yun chn)赵国屏赵国屏研究员主持生物信息中心网络开通仪式和学术报告研究员主持生物信息中心网络开通仪式和学术报告商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定第24页/共65页第二十五页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)Watson(沃森沃森)和和Crik(克里克克里克)两人联名两人联名(linmng)在在1953年年4月月25日的英国日的英国Nature杂志上发表了核酸的分子结构杂志上发表了核酸的分子结构一文一文,提出了提出了DNA双螺旋结构模型。双螺
16、旋结构模型。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出第25页/共65页第二十六页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化的生化(shn hu)(shn hu)分析结果。分析结果。A=TA=T；G=CG=C商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方
17、法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据第26页/共65页第二十七页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化分析结果的生化分析结果(ji(ji gu)gu)。A=TA=T；G=CG=C(2)1952(2)1952年年,Franklin,Wilkins,Franklin,Wilkins拍摄拍摄DNADNA纤维的纤维的XX射线衍射图谱。射线衍射图谱。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一
18、级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据第27页/共65页第二十八页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化分析结果的生化分析结果(ji(ji gu)gu)。A=TA=T；G=CG=C(2)1952(2)1952年年,Franklin,Wilkins,Franklin,Wilkins拍摄拍摄DNADNA纤维纤维的的XX射线衍射图谱。射线衍射图谱。(3)(3)根据根据Griffith
19、Griffith对四种碱基的物理化学数对四种碱基的物理化学数据的计算结果据的计算结果(ji gu)(ji gu)。19621962年诺贝尔奖年诺贝尔奖商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据第28页/共65页第二十九页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)(1)由两条方向由两条方向(fngxing)(fngxing)相反的多核苷酸相反的多核苷酸链互相平行地绕同一轴向右
20、螺旋成的双螺旋链互相平行地绕同一轴向右螺旋成的双螺旋结构。结构。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征第29页/共65页第三十页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(2)(2)两条链之间靠氢键相连。碱基之间的配两条链之间靠氢键相连。碱基之间的配对对(pi du)(pi du)规律是：规律是：A A与与T T配对配对(pi du)(pi du)，2
21、 2个氢键；个氢键；G G与与C C配对配对(pi du)(pi du)，3 3个氢个氢键。键。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征第30页/共65页第三十一页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(3)(3)具有具有(jyu)(jyu)大沟和小沟。大沟和小沟。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构
22、1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征第31页/共65页第三十二页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(4)(4)两条链是互补的。两条链是互补的。这是双螺旋结构最主要这是双螺旋结构最主要(zhyo)(zhyo)的特征。的特征。商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授 53 G C T A T A G C C G A A T 3 5 C G A T A T C G G C T T A一、一、DNADNA一级结构一级结构1.
23、1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征第32页/共65页第三十三页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)(1)(1)由两条方向相反的多核苷酸链互相平行由两条方向相反的多核苷酸链互相平行地绕同一轴向右螺旋地绕同一轴向右螺旋(luxun)(luxun)成的双螺旋成的双螺旋(luxun)(luxun)结构。结构。(2)(2)两条链之间靠氢键相连。碱基之间的配两条链之间靠氢键相连。碱基之间的配对规律是：对规律是：A A与与T T配对，配对，2
24、2个氢键；个氢键；G G与与C C配对，配对，3 3个氢键。个氢键。(3)(3)具有大沟和小沟。具有大沟和小沟。(4)(4)两条链是互补的。这是双螺旋两条链是互补的。这是双螺旋(luxun)(luxun)结构最主要的特征。结构最主要的特征。模型重要意义，揭示了模型重要意义，揭示了DNADNA的结构奥秘；的结构奥秘；商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征第33页/共65页第三十四页，共6
25、6页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念(ginin)(ginin)2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征4.4.类型类型第34页/共65页第三十五页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授各类双螺旋各类双螺旋DNADNA的结构参数的结构参数 类型类型旋转旋转方向方向螺旋
26、螺旋直径直径(nm)螺距螺距(nm)每转碱每转碱基对数基对数目目Na盐盐湿度湿度%碱基对碱基对与水平与水平面倾度面倾度A-DNA向右向右2.32.8117520B-DNA向右向右2.03.410920C-DNA向右向右1.93.19.33666D-DNA向右向右2.4386016Z-DNA向左向左1.84.5127一、一、DNADNA一级结构一级结构(jigu)(jigu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构(jigu)(jigu)1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构结构(jigu)(jigu)特征特征4.4.类型
27、类型第35页/共65页第三十六页，共66页。第36页/共65页第三十七页，共66页。第37页/共65页第三十八页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)病毒病毒(bngd)(bngd)、细菌、细菌DNADNA及真核细胞器及真核细胞器的的DNADNA商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征4.4.类型类型三、三、DNADNA三级结构三级结构1.1.超螺旋
28、结构超螺旋结构第38页/共65页第三十九页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)核粒结构核粒结构(jigu)(jigu)双链双链DNA+DNA+组蛋白组蛋白核粒核粒由核粒构成念珠状结构由核粒构成念珠状结构(jigu)(jigu)，进一步盘绕压缩，进一步盘绕压缩成更高层次的结构成更高层次的结构(jigu)(jigu)。双链双链DNADNA核粒核粒螺线管螺线管超螺线管超螺线管染色体染色体商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结
29、构1.1.模型提出模型提出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征4.4.类型类型三、三、DNADNA三级结构三级结构1.1.超螺旋结构超螺旋结构第39页/共65页第四十页，共66页。第三节第三节 DNA DNA的结构的结构(jigu)(jigu)三维动画三维动画(sn wi dn hu)(sn wi dn hu)演示演示染色体染色体超螺线管超螺线管螺线管螺线管核粒核粒双链双链DNADNA商丘(shn qi)师范学院生命科学系/李淑萍教授一、一、DNADNA一级结构一级结构1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.测定测定二、二、DNADNA二级结构二级结构1.1.模型提出模型提
30、出2.2.理论依据理论依据3.3.结构特征结构特征4.4.类型类型三、三、DNADNA三级结构三级结构1.1.超螺旋结构超螺旋结构2.2.核粒结构核粒结构第40页/共65页第四十一页，共66页。第四节第四节 DNA与基因与基因(jyn)组织组织DNATranscriptionRNA（mRNA、tRNA、rRNA）TranslationProtein基因基因(jyn)基因基因-是是DNA片段的核苷酸序列片段的核苷酸序列(xli)，DNA分子中最小的功能单位。分子中最小的功能单位。结构基因基因组基因组-某生物体所含的全部基因总和；或生物体内遗传信息的集合；或某特定物种细胞内全部DNA分子的总和。基
31、因组基因组（一）（一）DNA与基因与基因调节基因第41页/共65页第四十二页，共66页。（二）原核（二）原核(yun h)生物基因组的特点生物基因组的特点1.结构简练。基因(jyn)组小，DNA大部分为结构基因(jyn)，每个基因(jyn)出现频率低。2.存在转录(zhunl)单元。功能相关基因串联在一起，并转录(zhunl)在同一mRNA中（多顺反子）。3.基因重叠。基因重叠。一个基因完全在另一个基因里或部分重叠。ABCDEFG第42页/共65页第四十三页，共66页。（三）真核生物基因组的特点（三）真核生物基因组的特点1.结构复杂。基因组大，一条结构复杂。基因组大，一条(y tio)成熟的成
32、熟的mRNA链只能翻译链只能翻译出一条出一条(y tio)多肽链多肽链2.有重复(chngf)序列；单拷贝单拷贝(kobi)序列序列:在整个DNA中只出现一次或少数几次，主要为编码蛋白质的结构基因。中度中度重复序列:在DNA中可重复几十次到几千次。高度高度重复序列:可重复几百万次特征特征:高度重复序列一般富含A-T或G-C，富含A-T的在密度梯度离心时在离心管中形成的区带比主体DNA更靠近管口；富含G-C的更靠近管底，称为卫星卫星DNA（satelliteDNA）富含A-T富含G-C主体DNA第43页/共65页第四十四页，共66页。3.有断裂基因断裂基因mRNA1872bp内含子（内含子（in
33、tron)：基因中不为多肽：基因中不为多肽(du ti)编码，不在编码，不在mRNA中出现。中出现。ABCDEG7700bpF外显子（外显子（exons）：为多肽编码）：为多肽编码(bin m)的基因片段。的基因片段。：多数基因由于基因中内含子的存在(cnzi)，使基因不连续。例外例外：组蛋白基因组蛋白基因(histongene)和干扰素基因干扰素基因(interferongene)没有内含子。transcription第44页/共65页第四十五页，共66页。n n4.4.基因重排。在生长发育细胞内需要进行基因重排。在生长发育细胞内需要进行基因重排。在生长发育细胞内需要进行基因重排。在生长发育
34、细胞内需要进行DNADNA片段的重排。片段的重排。片段的重排。片段的重排。n n 例如：免疫球蛋白基因。例如：免疫球蛋白基因。例如：免疫球蛋白基因。例如：免疫球蛋白基因。n n5.5.许多功能相关的基因成套许多功能相关的基因成套许多功能相关的基因成套许多功能相关的基因成套(chng to)(chng to)组合构成基因家族。组合构成基因家族。组合构成基因家族。组合构成基因家族。n n类型：简单基因家族类型：简单基因家族类型：简单基因家族类型：简单基因家族-rRNA-rRNA基因基因基因基因n n 复杂基因家族复杂基因家族复杂基因家族复杂基因家族-组蛋白基因家族组蛋白基因家族组蛋白基因家族组蛋白
35、基因家族n n 发育调控的复杂多基因家族发育调控的复杂多基因家族发育调控的复杂多基因家族发育调控的复杂多基因家族-珠蛋白基因家族珠蛋白基因家族珠蛋白基因家族珠蛋白基因家族第45页/共65页第四十六页，共66页。第五节第五节 RNA的结构的结构(jigu)与功能与功能RNA分子(fnz)是含短的不完全的螺旋区的多核苷酸链。（一）（一）tRNAtRNA约占RNA总量的15%，主要(zhyo)作用是转运氨基酸用于合成蛋白质。tRNA分子量为4S，1965年Holley测定AlatRNA一级结构，提出三叶草二级结构模型。主要特征主要特征：1.四臂四环；2.氨基酸臂3端有CCAOH的共有结构；3.D环上
36、有二氢尿嘧啶（D）；4.反密码环上的反密码子与mRNA相互作用；5.可变环上的核苷酸数目可以变动；6.TC环含有T和；7.含有修饰碱基和不变核苷酸。第46页/共65页第四十七页，共66页。tRNA二级结构主要特征：二级结构主要特征：1.四臂四环；四臂四环；2.氨基酸臂氨基酸臂3端有端有CCAOH的共有结构；的共有结构；3.D环上有二氢尿嘧啶环上有二氢尿嘧啶（D）；）；4.反密码环上的反密码子反密码环上的反密码子与与mRNA相互作用；相互作用；5.可变环上的核苷酸数目可变环上的核苷酸数目(shm)可以变动；可以变动；6.TC环含有环含有T和和；7.含有修饰碱基和不变核含有修饰碱基和不变核苷酸。苷
37、酸。第47页/共65页第四十八页，共66页。tRNA三级结构三级结构(jigu)：倒：倒L型型第48页/共65页第四十九页，共66页。（二）（二）rRNA占细胞RNA总量的80%，与蛋白质（40%）共同(gngtng)组成核糖体。原原 核核 生生 物物真真 核核 生生 物物核糖体rRNA核糖体rRNA70S（30S、50S）16S、5S、23S80S（40S、60S）18S、5S、5.8S、28S第49页/共65页第五十页，共66页。rRNA二级结构二级结构(jigu)：雪花状：雪花状第50页/共65页第五十一页，共66页。（三）（三）mRNA与与hnRNA（不均（不均(b jn)一一RNA）
38、mRNA约占细胞约占细胞(xbo)RNA总量的总量的35%，是蛋白质合成的模板。，是蛋白质合成的模板。真核生物mRNA的前体在核内合成，包括整个基因的内含子和外显子的转录(zhunl)产物，形成分子大小极不均匀的hnRNA。（四）（四）snRNA（核内小（核内小RNA）和和asRNA（反义（反义RNA）snRNA主要存于细胞核中，占细胞RNA总量的0.11%，与蛋白质以RNP（核糖核酸蛋白）的形式存在，在hnRNA和rRNA的加工、细胞分裂和分化、协助细胞内物质运输、构成染色质等方面有重要作用。asRNA可通过互补序列与特定的mRNA结合，抑制mRNA的翻译，还可抑制DNA的复制和转录。第51
39、页/共65页第五十二页，共66页。（五）（五）RNA的其它的其它(qt)功能功能1981年，Cech发现(fxin)RNA的催化活性，提出核酶（ribozyme）。大部分核酶参加(cnji)RNA的加工和成熟，也有催化C-N键的合成。23SrRNA具肽酰转移酶活性。RNA在DNA复制、转录、翻译中均有一定的调控作用，与某写物质的运输与定位有关。第52页/共65页第五十三页，共66页。第第3、4、5节小结节小结(xioji)n n1.DNA的结构(jigu)-一级、二级n n2.RNA的结构(jigu)n n3.基因与基因组关系第53页/共65页第五十四页，共66页。第六节第六节 核酸核酸(h
40、sun)的性质的性质（一）一般理化（一）一般理化(lhu)性质性质1.酸碱性：为两性电解质，通常表现酸碱性：为两性电解质，通常表现(bioxin)为酸性。为酸性。2.状态：状态：DNA为白色纤维状固体，为白色纤维状固体，RNA为白色粉末，不溶于有机溶剂。为白色粉末，不溶于有机溶剂。3.粘度：粘度：DNA溶液的粘度极高，而溶液的粘度极高，而RNA溶液要小得多。溶液要小得多。4.化学性质：化学性质：RNA能在室温条件下被稀碱水解而能在室温条件下被稀碱水解而DNA对碱稳定。对碱稳定。5.性质鉴定：性质鉴定：利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定DNA与与RNA。第5
41、4页/共65页第五十五页，共66页。（二）核酸的紫外吸收性质（二）核酸的紫外吸收性质核酸的碱基具有共扼双键，因而有紫外吸收性质，吸收核酸的碱基具有共扼双键，因而有紫外吸收性质，吸收峰在峰在260nm（蛋白质的紫外吸收峰在（蛋白质的紫外吸收峰在280nm）。）。核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少3040%，当，当核酸变性或降解时光吸收值显著增加（增色核酸变性或降解时光吸收值显著增加（增色(zn s)效效应），但核酸复性后，光吸收值又回复到原有水平（减应），但核酸复性后，光吸收值又回复到原有水平（减色效应）。色效应）。第55页/共65页第五十六页，共66页
42、。（三）核酸（三）核酸(h sun)结构的稳定性结构的稳定性1.碱基对间的氢键(qnjin)；2.碱基堆积力；3.环境中的正离子。第56页/共65页第五十七页，共66页。（四）核酸（四）核酸(h sun)的的变性的的变性变性：指双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线变性：指双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线团状，只涉及次级键的破坏。团状，只涉及次级键的破坏。变性因素：物理变性因素：物理(wl)因素（射线、高温、震荡），化学因素因素（射线、高温、震荡），化学因素（尿素、变性剂）。（尿素、变性剂）。DNA热变性：热变性：是个突变过程，类似结晶的是个突变过程，类似结晶的熔解。将紫
43、外吸收熔解。将紫外吸收(xshu)的的增加量达到最大增量一半时增加量达到最大增量一半时的温度称熔解温度的温度称熔解温度(melting temperature,Tm)。TmTm第57页/共65页第五十八页，共66页。影响影响(yngxing)Tm的因素：的因素：（1）G-C的相对(xingdu)含量（G+C）%=（Tm69.3）2.44（2）介质离子(lz)强度低，Tm低。（3）高pH下碱基广泛去质子而丧失形成氢键的能力。（4）变性剂如甲酰胺、尿素、甲醛等破坏氢键，妨碍碱基堆积，使Tm下降。第58页/共65页第五十九页，共66页。（五）核酸（五）核酸(h sun)的复性（退火）的复性（退火）：
44、变性核酸的互补链在适当条件下重新(chngxn)缔合成双螺旋的过程。影响复性速度(sd)的因素：（1）单链片段浓度（2）单链片段的大小（3）片段内重复序列的多少（4）溶液离子强度的大小（5）溶液温度的高低（T25）第59页/共65页第六十页，共66页。（六）分子（六）分子(fnz)杂交杂交在退火条件下，不同来源的DNA互补(hb)区形成氢键，或DNA单链和RNA链的互补(hb)区形成DNA-RNA杂合双链的过程。探针：用放射性同位素或荧光标记探针：用放射性同位素或荧光标记(bioj)的的DNA或或RNA片段。片段。原位杂交技术：直接用探针与菌落或组织细胞中的核酸杂交，未改变核酸所在的位置。原位
45、杂交技术：直接用探针与菌落或组织细胞中的核酸杂交，未改变核酸所在的位置。点杂交：将核酸直接点在膜上，再与核酸杂交。点杂交：将核酸直接点在膜上，再与核酸杂交。Southern印迹法：将电泳分离后的印迹法：将电泳分离后的DNA片段从凝胶转移到硝酸纤维素膜上，再进行杂交。片段从凝胶转移到硝酸纤维素膜上，再进行杂交。Northern印迹法：将电泳分离后的印迹法：将电泳分离后的RNA吸印到纤维素膜上再进行分子杂交。吸印到纤维素膜上再进行分子杂交。第60页/共65页第六十一页，共66页。(七七)、核酸的序列、核酸的序列(xli)测定测定目前(mqin)多采用Sanger的酶法和Gilbert的化学法OHO
46、H2CHHOH12345核糖NNNNHHHH9腺嘌呤ddATPPP P第61页/共65页第六十二页，共66页。CCGGTAGCAATT35模板模板(mbn)引物引物GG53GGCGGCCGGCCATCCddCTPGGCCAGGCCATCGTTGAddATPAGGCCATCGGGCCATCGTTGGddGTPGGCCATGGCCATCGTGGCCATCGTTTddTTPCCATCGTTGA53第62页/共65页第六十三页，共66页。第二章复习题第二章复习题n n教材教材P66 1P66 1、2 2、4 4、6 6n n补充（生物化学学习指导）补充（生物化学学习指导）n n一、名词解释一、名词解释
47、n n碱基互补规律碱基互补规律n n核内不均一核内不均一RNARNAn n小核小核RNARNAn n反密码子反密码子n n基因基因n n基因组基因组n n结构基因结构基因n n调节基因调节基因n n核酶核酶n n断裂基因断裂基因n n外显子外显子n n内含子内含子n n卫星卫星DNADNAn nDNADNA变性和复性变性和复性n nDNADNA熔解温度熔解温度TMTMn n退火退火n n增色效应增色效应n n减色效应减色效应n n反义反义RNARNAn n探针探针n n分子分子(fnz(fnz)杂交杂交n nSouthernSouthern杂交杂交n nNorthernNorthern杂交杂交第63页/共65页第六十四页，共66页。n n二、简答题n n1、比较蛋白质螺旋结构与DNA双螺旋结构n n的异同点。n n2、一个单链DNA与一个单链RNA相对分子质量相同(xin tn)，试述可以用几种方法将它们区分开？n n3、与RNA相比，为什么DNA分子更适合用于储存遗传信息？n n4、试用酶法区别：单链DNA与双链DNA；线性DNA与环状DNA。第64页/共65页第六十五页，共66页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第65页/共65页第六十六页，共66页。