生物化學第四章核酸結構的功能

1、核酸的發(fā)現(xiàn)核酸的發(fā)現(xiàn)早期研究早期研究DNADNA雙螺旋結構的建立雙螺旋結構的建立生物技術生物技術人類基因組計劃人類基因組計劃 核酸核酸是以核苷酸為基本組成單位的生是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。什什么是核酸么是核酸(nucleic acid) 天然存在的核酸可分為天然存在的核酸可分為核糖核酸核糖核酸(RNA)和和脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)兩大類。兩大類。DNA: 是遺傳信息的載體，與生物的繁殖、是遺傳信息的載體，與生物的繁殖、遺傳及變異有密切的關系。遺傳及變異有密切的關系。RNA: RNA的功能主要是參與體內(nèi)蛋白的功能主要是參與體

2、內(nèi)蛋白質(zhì)生物合成過程質(zhì)生物合成過程。 生命的遺傳物質(zhì)生命的遺傳物質(zhì)T2噬菌體侵染細菌的實驗所有生物的遺傳物質(zhì)都是所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？嗎？細胞生物細胞生物真核生物真核生物原核生物原核生物DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是RNA，如，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒病毒、禽流感病毒除除RNA病毒外，其它生物的遺傳物質(zhì)都是病毒外，其它生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。除病毒外，其它生物細胞內(nèi)都含有兩種核酸除病毒外，其它生物細胞內(nèi)都含有兩種核酸（同（同時含有時含有DNA與與RNA）。）。非細胞生物非細胞生物（含兩種核酸）（含兩種核酸）（只含一種

3、核酸）（只含一種核酸）核酸的分核酸的分布布 真核生物主要真核生物主要分分布于細胞核布于細胞核，少數(shù)少數(shù)分分布布于于線線粒體，葉綠粒體，葉綠體；體；原核生物分布于擬核。原核生物分布于擬核。主要主要分分布布于于細胞質(zhì)細胞質(zhì)。(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸攜攜帶遺傳信息，決定細胞和個帶遺傳信息，決定細胞和個體的基因型體的基因型(genotype)。 參參與細胞內(nèi)與細胞內(nèi)DNA遺傳信息的表遺傳信息的表達。某些病毒達。某些病毒RNA也可作為遺也可作為遺傳信息的載體。傳信息的載體。大部分病毒體

4、內(nèi)只含有一種核酸，大部分病毒體內(nèi)只含有一種核酸，DNA或或RNA一、化學組成一、化學組成 (一一) 元素組成元素組成 組成核酸的主要元素：組成核酸的主要元素：C、H、O、N、P（9%10%）(二二) 基本組成單位基本組成單位核苷酸核苷酸 RNA和和DNA都是以單核苷酸為基本單位所組成都是以單核苷酸為基本單位所組成的多核苷酸長鏈。的多核苷酸長鏈。2.戊糖戊糖(ribose) 核糖，脫氧核糖核糖，脫氧核糖3.磷酸磷酸(phosphate)1.堿基堿基(base) 嘌呤堿，嘧啶堿嘌呤堿，嘧啶堿稀有堿基：如次黃嘌呤、二氫尿嘧啶等。稀有堿基：如次黃嘌呤、二氫尿嘧啶等。(三三) 分子組成分子組成核酸的水解

5、產(chǎn)物核酸的水解產(chǎn)物磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖含氮堿含氮堿核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖嘌呤堿嘌呤堿嘧啶堿嘧啶堿核酸核酸核苷酸核苷酸脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸A腺嘌呤腺嘌呤G鳥嘌呤鳥嘌呤C胞嘧啶胞嘧啶T胸腺嘧啶胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸A腺嘌呤腺嘌呤G鳥嘌呤鳥嘌呤C胞嘧啶胞嘧啶U尿嘧啶尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸A G C TA G C U4種種4種種(1)嘌呤嘌呤(purine) 腺嘌呤腺嘌呤(adenine, A)鳥嘌呤鳥嘌呤(guanine, G)1.堿堿 基基NNNHN123456789NNNHNNH2NNHNHNNH2O(2)嘧啶嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶

6、胞嘧啶(cytosine, C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine, T)NHN132456尿嘧啶尿嘧啶(uracil, U)NHNHOONNHNH2ONHNHOOCH32.戊戊 糖糖（構成（構成RNA）1 2 3 4 5 核糖核糖(ribose)（構成（構成DNA）脫氧核糖脫氧核糖(deoxyribose)OHOCH2OHOHOHOHOCH2OHOH3.磷酸磷酸二、基本單位二、基本單位核苷酸核苷酸(一一)核苷核苷(ribonucleoside)1.含氮堿含氮堿基基和戊糖通和戊糖通過過糖苷糖苷鍵（鍵（ C-N鍵鍵）連連接接形成的糖苷。形成的糖苷。2.核核苷表示苷表示核苷核苷：A, G, C, U

7、 脫氧核苷脫氧核苷：dA, dG, dC,dT常見的修飾核苷：次黃苷（常見的修飾核苷：次黃苷（I）、黃嘌呤核苷（）、黃嘌呤核苷（X）等。等。 腺嘌呤核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH12糖苷鍵胞嘧啶脫氧核苷1NNONH212OHOHHHHCH2OHH糖苷鍵糖苷鍵糖苷鍵(二二)核苷酸核苷酸(ribonucleotide)1 1. .是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物?；衔?。核苷酸：核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脫氧核苷酸：脫氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP3.核苷酸種類核苷酸種類 2.由于核苷

8、與磷酸基縮合的位置不同可分別生成：由于核苷與磷酸基縮合的位置不同可分別生成：2 -核苷酸、核苷酸、3 -核苷酸和核苷酸和5 -核苷酸。核苷酸。生物體內(nèi)游離核苷酸多為生物體內(nèi)游離核苷酸多為5 -核苷酸，簡稱核苷一磷酸或核苷酸，簡稱核苷一磷酸或核苷酸核苷酸（在核苷左側加（在核苷左側加p表示表示5 -磷酸酯磷酸酯，如，如pA；右側則；右側則為為3-磷酸酯，如磷酸酯，如Cp；為；為2-磷酸酯，需表明，如磷酸酯，需表明，如Gp2 ）。 PiPi糖苷鍵糖苷鍵OOHOCH2HOHNNNH2O磷酸酯鍵磷酸酯鍵OPOOOHOHOCH2HOHNNNH2O1.多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸 NDP，NTP2.環(huán)化核苷酸環(huán)

9、化核苷酸 cAMP，cGMPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOH功能：功能： 第二信使，激素、一些藥物、神經(jīng)遞質(zhì)通過其發(fā)揮第二信使，激素、一些藥物、神經(jīng)遞質(zhì)通過其發(fā)揮生理作用。生理作用。5 端端3 端端(四四)核苷酸的連接核苷酸的連接 1.核苷酸之間核苷酸之間以以3,5-磷磷酸二酯酸二酯鍵鍵連接形成多核苷連接形成多核苷酸酸鏈。鏈。CANH2NNOPOHHOOOH3COOHPHOOOH3COOHNH2NNNN磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵A G P5 P T PG PC PT P OH 3 2.書寫方法書寫方法5 pApGpTpGpCpT-OH 3 5 A G T G C T

10、3 線條式線條式字母式字母式 (一一)定義定義 各核苷酸殘基沿多核苷酸鏈排列的順序。各核苷酸殘基沿多核苷酸鏈排列的順序。 由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為也稱為堿基序列堿基序列。DNA: A、T、G、CRNA: A、U、G、C簡寫式表示核酸的一級結構簡寫式表示核酸的一級結構5 pApCpGpTpA-OH 3 5 A C G T A 3 (一一) DNA的二級結的二級結構構雙螺旋結構雙螺旋結構 1. 定義定義 即即DNA雙鏈的螺旋空間雙鏈的螺旋空間結構。結構。Watson, Crick于于1953提出。提出。2. 研究背景研究背景(1) 堿基組成

11、分析堿基組成分析Chargaff 規(guī)則規(guī)則：A = TG =C(2)堿基的理化數(shù)據(jù)分析堿基的理化數(shù)據(jù)分析A-T、G-C以以氫鍵氫鍵配對較合配對較合理理A = T G C(3)X-線線衍射圖譜分析衍射圖譜分析 3. DNA雙螺旋結構模型要點雙螺旋結構模型要點 (1) DNA分子是由兩條方向分子是由兩條方向相反的相反的平行平行多核苷酸鏈構成，兩條鏈的多核苷酸鏈構成，兩條鏈的主鏈都是主鏈都是右手螺旋右手螺旋，螺旋表面有，螺旋表面有大溝和小溝；大溝和小溝； (2)堿基均在主鏈內(nèi)側，螺旋直徑堿基均在主鏈內(nèi)側，螺旋直徑為為2nm； A = T G C這種這種A-TA-T、C-GC-G配對的規(guī)律，稱為配對的

12、規(guī)律，稱為堿基堿基配對配對（堿基互補規(guī)則）。（堿基互補規(guī)則）。5/3/5/3/堿基互補配對堿基互補配對 (4)雙螺旋每轉一周有雙螺旋每轉一周有10個堿個堿基對基對（bp），每轉的高度），每轉的高度（螺距）為（螺距）為3.4nm；(3(3) )成對堿基大致處于同成對堿基大致處于同一平面，與螺旋軸基本垂一平面，與螺旋軸基本垂直；相鄰堿基平面間的距直；相鄰堿基平面間的距離為離為0.34nm0.34nm，形成，形成堿基堆堿基堆積力積力；糖環(huán)平面與螺旋軸；糖環(huán)平面與螺旋軸基本平行，磷酸基連在糖基本平行，磷酸基連在糖環(huán)的外側；環(huán)的外側；(5)(5)維持雙螺旋維持雙螺旋穩(wěn)定的因素：橫向穩(wěn)定的因素：橫向為為氫

13、鍵氫鍵，縱向為，縱向為堿堿基間的堆積力基間的堆積力。（6 6）大多數(shù)天）大多數(shù)天然然DNADNA屬雙鏈屬雙鏈DNADNA；雙鏈雙鏈DNADNA分子較硬，分子較硬，呈比較伸展的結構呈比較伸展的結構。4.DNA雙螺旋結構的多樣性雙螺旋結構的多樣性 Watson和和Crick當年提當年提出的出的DNA雙雙螺旋模型，后來發(fā)螺旋模型，后來發(fā)現(xiàn)現(xiàn)其結構可以發(fā)生其結構可以發(fā)生一定的變化而形成一定的變化而形成不同的類型。不同的類型。 當當DNA鈉鹽纖維鈉鹽纖維相對濕度相對濕度和和鹽鹽的種類改變時，的種類改變時，DNA的構象發(fā)生改變。的構象發(fā)生改變。 結構特點 A-DNAB-DNAZ-DNA螺旋方向右手右手左手

14、每一堿基對旋轉角度 32.734.630每一轉的堿基對數(shù)1110.4 12堿基對相對螺旋軸的傾斜角度 191.29每一堿基對沿螺旋軸上升的距離0.23nm 0.33nm0.38nm螺距2.46nm3.40nm4.56nm螺旋直徑 2.55nm 2.37nm 1.84nm共價閉環(huán)共價閉環(huán)DNA 開環(huán)開環(huán)DNA 在在DNA旋轉酶即拓撲異構酶旋轉酶即拓撲異構酶的作用下，使環(huán)形的作用下，使環(huán)形DNA形成形成4周右手超螺旋，兩周右手超螺旋，兩條鏈間的扭曲會使雙螺旋的圈數(shù)減少條鏈間的扭曲會使雙螺旋的圈數(shù)減少4周，這種周，這種能使雙螺旋圈數(shù)減少的超螺旋稱能使雙螺旋圈數(shù)減少的超螺旋稱(二二) DNA的的高級高

15、級結構結構超螺旋結構超螺旋結構負超螺旋結構負超螺旋結構1.原核生物原核生物DNA的超螺旋結構的超螺旋結構(1) 定義定義 即在即在DNA二級結構的基礎上進一步折二級結構的基礎上進一步折疊成環(huán)狀或麻花狀的疊成環(huán)狀或麻花狀的超螺旋結構超螺旋結構(superhelix 或或supercoil)。 環(huán)狀環(huán)狀 麻花狀麻花狀 (3) 意義意義 DNA超螺旋結構整體或局部的拓超螺旋結構整體或局部的拓撲學變化及其調(diào)控對于撲學變化及其調(diào)控對于DNA復制和復制和RNA轉轉錄過程具有關鍵作用。錄過程具有關鍵作用。 正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)盤繞方向與盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同。雙螺

16、旋方同相同。 負超螺旋負超螺旋(negative supercoil)盤繞方向與盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。雙螺旋方向相反。 (2) 種類種類2.真核生物真核生物DNA的超螺旋結構的超螺旋結構真核生物染色真核生物染色體由體由DNA和蛋白質(zhì)構和蛋白質(zhì)構成，其基本單位是成，其基本單位是 核核小體小體。(1) DNA在真核生物細胞核內(nèi)的組裝在真核生物細胞核內(nèi)的組裝 核小體的組成核小體的組成DNA：約約200bp H1H2A，H2BH3H4組蛋白組蛋白1.DNA的基本功能是以的基本功能是以基因基因的形式荷載的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生

17、命遺傳的物質(zhì)基礎，也是個體生命活它是生命遺傳的物質(zhì)基礎，也是個體生命活動的信息基礎。動的信息基礎。2.基因從結構上定義，基因從結構上定義，是指是指DNA分子中分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能?；虻墓δ?。 3.進化程度越高的生物其進化程度越高的生物其DNA分子越大，分子越大，人類基因組有人類基因組有3109個堿基對。個堿基對。遺傳學深入學遺傳學深入學習范疇習范疇RNA的種類較多，主要包括的種類較多，主要包括tRNA、rRNA和和mRNA三類。三類。p RNA的一級結構也是以的一級結構也是以3 3,5,5- -磷酸二酯鍵連接成的多磷酸二

18、酯鍵連接成的多核苷酸長鏈核苷酸長鏈 。p 大多數(shù)天然大多數(shù)天然RNARNA分子是一條單鏈，但鏈中的許多區(qū)域可分子是一條單鏈，但鏈中的許多區(qū)域可自身發(fā)生回折，也可以形成局部的堿基配對，構成局部雙自身發(fā)生回折，也可以形成局部的堿基配對，構成局部雙螺旋區(qū)；不能配對的堿基則形成環(huán)狀突起，形成螺旋區(qū)；不能配對的堿基則形成環(huán)狀突起，形成RNARNA的二級的二級結構。結構。核蛋白體核蛋白體RNA信使信使RNA轉運轉運RNA核內(nèi)不均一核內(nèi)不均一RNA核內(nèi)小核內(nèi)小RNA胞漿小胞漿小RNA 細胞核和胞液細胞核和胞液線粒體線粒體功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNAS

19、nRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA 核蛋白體組分核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板蛋白質(zhì)合成模板轉運氨基酸轉運氨基酸成熟成熟mRNA的前體的前體參與參與hnRNA的剪接、轉運的剪接、轉運rRNA的加工、修飾的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組分的信號識別體的組分核仁小核仁小RNA核蛋白體核蛋白體RNA信使信使RNA轉運轉運RNA核內(nèi)不均一核內(nèi)不均一RNA核內(nèi)小核內(nèi)小RNA胞漿小胞漿小RNA 細胞核和胞液細胞核和胞液線粒體線粒體功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA

20、 核蛋白體組分核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板蛋白質(zhì)合成模板轉運氨基酸轉運氨基酸成熟成熟mRNA的前體的前體參與參與hnRNA的剪接、轉運的剪接、轉運rRNA的加工、修飾的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組分的信號識別體的組分核仁小核仁小RNARNA的種類，分布和功能的種類，分布和功能一、一、mRNA的結構與功能的結構與功能(二二) mRNA的功能的功能 1.構成遺傳密碼，傳遞構成遺傳密碼，傳遞DNA所攜帶的遺傳所攜帶的遺傳信息信息。 2.用用連續(xù)三個核苷酸作為連續(xù)三個核苷酸作為密碼子密碼子以決定其以決定其合成蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序。合成蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序。DNA

21、mRNA蛋白蛋白轉錄轉錄翻譯翻譯原核細胞原核細胞 細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞核細胞核DNA內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子外顯子轉錄轉錄轉錄后剪接轉錄后剪接轉運轉運mRNAhnRNA翻譯翻譯蛋白蛋白真核細胞真核細胞 * 真核真核hnRNAmRNA成熟過程成熟過程內(nèi)含子內(nèi)含子( (intron) )mRNA 外顯子外顯子( (exon) )hnRNA * * 真核真核mRNA結構特點：單順反子結構特點：單順反子1. 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的5 末端均在轉錄后加上末端均在轉錄后加上一個一個7-甲基鳥甲基鳥苷三磷酸，形苷三磷酸，形成帽子成帽子結構：結構：m7GpppN。2. 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的3 末端

22、有一個多聚腺苷酸末端有一個多聚腺苷酸(polyA)結構，稱為多聚結構，稱為多聚A尾。尾。AUGGUGGCGAGGTGTATTGAUAAAAAA Anm7Gppp5/5/3/3/帽子結構帽子結構G被甲基化，可能與蛋白質(zhì)合被甲基化，可能與蛋白質(zhì)合成的起始有關。成的起始有關。多聚多聚A尾尾與與mRNA從核入質(zhì)有關，與從核入質(zhì)有關，與mRNA半壽期有關。半壽期有關。帽子結構和帽子結構和多聚多聚A尾的功能尾的功能二、二、tRNA的結構與功能的結構與功能如如 DHU、 T C* tRNA的二級結構的二級結構三葉草形三葉草形OHACCAGAGGGCCCCCCGCAAGCCGCUCUCGUAUCTCCGGGG

23、GGGCAAGmDDGGDDDAACAGUUAAAAGUUCCDmAACA* tRNA的三級結的三級結構構 倒倒L形形 X線衍射結構線衍射結構證明，證明，tRNA的共的共同三級結構為倒同三級結構為倒L形。形。utRNA的功能的功能主要作用是將主要作用是將aa搬運到搬運到核糖核糖體體-mRNA復復合物的相應位置，合物的相應位置，參與蛋白質(zhì)的翻參與蛋白質(zhì)的翻譯；破譯譯；破譯遺傳密碼。遺傳密碼。(二二) rRNA由單鏈卷曲由單鏈卷曲構成的多莖環(huán)結構。構成的多莖環(huán)結構。三、三、rRNA的結的結構與功能構與功能(三三)rRNA參與組成核參與組成核糖糖體體的大、小亞基的大、小亞基， rRNA的功能與蛋白質(zhì)

24、的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關，可分生物合成相關，可分別與別與mRNA、tRNA作作用，催化肽鍵的形成用，催化肽鍵的形成。(一一) rRNA占總占總RNA的的80以上。以上。原核生物（以大腸桿菌為例）原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸個核苷酸18S1874個核苷酸個核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)21種種占總重量的占總重量的40%33種種占總重量的占總重量的50%大亞基大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸個核苷酸120個核苷酸個核苷酸28S5.85S5S4718個核苷酸個核苷酸160個核苷酸個核苷酸12

25、0個核苷酸個核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)31種種占總重量的占總重量的30%49種種占總重量的占總重量的35%四、小分子核內(nèi)四、小分子核內(nèi)RNA與與RNA組學組學(一一) snmRNAs 除了上述三種除了上述三種RNARNA外，細胞的不同部位存在外，細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子的許多其他種類的小分子RNARNA，統(tǒng)稱為，統(tǒng)稱為非非mRNAmRNA小小RNA (small non-messenger RNAs, snmRNAs)RNA (small non-messenger RNAs, snmRNAs)。包。包括核內(nèi)小括核內(nèi)小RNARNA、核仁小、核仁小RNARNA、胞質(zhì)小、胞質(zhì)小RNARNA

26、、催化、催化性小性小RNARNA、小片段干涉、小片段干涉 RNARNA。參與。參與hnRNAhnRNA和和rRNArRNA的加工和轉運。的加工和轉運。RNA組學是組學是研究細胞中研究細胞中snmRNAs的種類、結的種類、結構和功能。生物的不同細胞、不同時間、不同狀構和功能。生物的不同細胞、不同時間、不同狀態(tài)下態(tài)下snmRNAs的表達具有時間和空間特異性。的表達具有時間和空間特異性。 (二二) RNA組學組學五、核酶五、核酶 (一一)具有催化功能具有催化功能的的RNA稱稱為核酶。為核酶。底物部分底物部分(二二) 核酶的錘頭核酶的錘頭狀結構狀結構 通常為通常為60個核苷酸個核苷酸組成，包括有催化部

27、組成，包括有催化部分和底物部分組成錘分和底物部分組成錘頭結構。頭結構。 (三三)核酶研究的意義核酶研究的意義 核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補充；是對核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補充；是對傳統(tǒng)酶學的挑戰(zhàn)；利用核酶的結構設計合成人傳統(tǒng)酶學的挑戰(zhàn)；利用核酶的結構設計合成人工核酶工核酶 。 RNA即可為遺傳物質(zhì)，又可行使蛋白質(zhì)的功能，故即可為遺傳物質(zhì)，又可行使蛋白質(zhì)的功能，故RNA在生命起源于生物進化的研究中有重要意義在生命起源于生物進化的研究中有重要意義RNARNA的功能的功能 n核酸含酸性的磷酸基團，又含弱堿性的堿基，為兩核酸含酸性的磷酸基團，又含弱堿性的堿基，為兩性電解質(zhì)，可發(fā)生兩性解離；性

28、電解質(zhì)，可發(fā)生兩性解離；nDNA白色纖維狀固體，白色纖維狀固體，RNA白色粉末狀固體，都白色粉末狀固體，都微溶于水，微溶于水，不溶于一般有機試劑不溶于一般有機試劑（乙醇沉淀核酸），（乙醇沉淀核酸），鈉鹽易溶于水。鈉鹽易溶于水。n一般一般DNA比比RNA粘度高粘度高n可被酸、堿或酶水解，可被酸、堿或酶水解，DNA比比RNA對稀堿穩(wěn)定對稀堿穩(wěn)定。一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)RNA的等電點比DNA低的原因，RNA分子中核糖基2-OH通過氫鍵促進了磷酸基上質(zhì)子的解離，DNA沒有這種作用1、核酸酶、核酸酶原核生物中存在著一類能識別外源原核生物中存在著一類能識別外源DNADNA雙螺旋中雙螺旋中4-

29、84-8個堿基個堿基對所組成的特異的具有二重旋轉對稱性的對所組成的特異的具有二重旋轉對稱性的回文序列回文序列，并在此序，并在此序列的某位點水解列的某位點水解DNADNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類酶稱為限制性內(nèi)切酶。酶稱為限制性內(nèi)切酶。2.限限制性內(nèi)切酶制性內(nèi)切酶二、紫外吸收二、紫外吸收 (一一) 由于嘌呤和嘧啶中含有共軛雙鍵由于嘌呤和嘧啶中含有共軛雙鍵，所以核苷，所以核苷酸在紫外光區(qū)具有強烈的吸收，其最大吸收酸在紫外光區(qū)具有強烈的吸收，其最大吸收260nm處處 。1. DNA或或RNA的定量的定量OD260=1.0相當于：相當于：50g/ml雙鏈雙

30、鏈DNA40g/ml單鏈單鏈DNA（或（或RNA）20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2.判斷核酸樣品的純度判斷核酸樣品的純度DNA純品純品: OD260/OD280 = 1.8RNA純品純品: OD260/OD280 = 2.0(二二) OD260的應用的應用三、核酸結構的穩(wěn)定性三、核酸結構的穩(wěn)定性四四、核酸核酸的的變性與復性變性與復性(一一)變性變性 (denaturation)1.定義定義 在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開雙鏈解開成兩條單鏈的過程。成兩條單鏈的過程。本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。3.變性后其他理化性質(zhì)變化變性后其他理化性質(zhì)變化 OD260增高增高 浮力密度升高浮力密度升高 粘度下降粘度下降 酸堿滴定曲線改變酸堿滴定曲線改變 比旋度下降比旋度下降 生物活性喪失生物活性喪失(1)理化性質(zhì)變化理化性質(zhì)變化2.因素因素 強酸，強堿，高溫，高壓，變性試劑如強酸，強堿，高溫，高壓，變性試劑如尿素以及某些有機溶劑如乙醇等。尿素以及某些有機溶劑如乙醇等。核酸降解核酸降解(2)增色效應：增色效應： 核酸核酸DNA變性時其溶液變性時其溶液OD260增高的現(xiàn)象。增高的現(xiàn)象。DNA的紫外吸收光譜的紫外吸收光譜200 250