第三章核酸化學(xué)

1、o1868年年 Fridrich Miescher從膿細(xì)胞中提取從膿細(xì)胞中提取“核素核素” o1889年年R.Altman從動(dòng)植物細(xì)胞中分離出不含蛋白質(zhì)的核從動(dòng)植物細(xì)胞中分離出不含蛋白質(zhì)的核素素核酸。核酸。o1944年年 Avery等人等人證實(shí)證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)1. 1.核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展 真核生物 原核生物 細(xì)胞核（98%）擬核 線粒體mDNA （少量） 質(zhì)粒DNA（plasmid） 葉綠體ctDNA （少量）等 病毒DNA 細(xì)胞質(zhì)（90%） 細(xì)胞質(zhì) 核仁（少量） 病毒RNA 2. 2.核酸的種類和分布核酸的種類和分布脫氧核糖核酸核糖核酸功能：攜帶遺

2、傳信息，決定細(xì)胞和個(gè)體的基因型功能：攜帶遺傳信息，決定細(xì)胞和個(gè)體的基因型(genotype)(genotype)。功能：參與細(xì)胞內(nèi)功能：參與細(xì)胞內(nèi)DNADNA遺傳信息的表達(dá)。某些病毒遺傳信息的表達(dá)。某些病毒RNARNA也可作也可作為遺傳信息的載體。為遺傳信息的載體。 核酸核酸是由幾十個(gè)甚至幾千萬(wàn)個(gè)是由幾十個(gè)甚至幾千萬(wàn)個(gè)核苷酸核苷酸聚合而成的聚合而成的具有一具有一定空間結(jié)構(gòu)定空間結(jié)構(gòu)的的生物大分子生物大分子。 基本元素：基本元素：C C、H H、O O、N N、P P ；其中其中P P 的含量比較穩(wěn)定，占的含量比較穩(wěn)定，占9%-10%9%-10%，通過(guò)測(cè)定，通過(guò)測(cè)定P P 的含的含量來(lái)推算核酸的

3、含量（量來(lái)推算核酸的含量（定磷法定磷法）。）。一、核酸的元素組成一、核酸的元素組成二、核酸的基本構(gòu)成單位：核苷酸二、核酸的基本構(gòu)成單位：核苷酸(nucleotide)(nucleotide)核苷酸由核苷酸由戊糖、磷酸和含氮堿戊糖、磷酸和含氮堿三部分構(gòu)成三部分構(gòu)成 組成核酸的戊糖有兩種。組成核酸的戊糖有兩種。DNADNA所含的糖為所含的糖為 D-2-D-2-脫氧核脫氧核糖；糖；RNARNA所含的糖則為所含的糖則為D-D-核糖。核糖。OHHOHHOHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHHOHHD-核糖D-2-脫氧核糖（1 1） 嘌呤（嘌呤（PurinePurine）NHNNNNHNNNNH2NH

4、NNHNH2NO123456789嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤(A)鳥嘌呤鳥嘌呤(G)NNNHNNH2ONHNHOONHNHOOH3C123456嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(C)尿嘧啶尿嘧啶(U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) 核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 （DHU）NNCH3NH25-Methyl-dCOdR3.3.核苷核苷 核苷：核苷：戊糖戊糖上的羥基和上的羥基和堿基堿基上的氫脫水縮合后所形成上的氫脫水縮合后所形成的化合物。的化合物。 糖與堿基之間的糖與

5、堿基之間的C-NC-N鍵，稱為鍵，稱為C-NC-N糖苷鍵糖苷鍵NNNNNH2HOCH2OOHHHHOHH1912345HOCH2OOHHHHOHHNNNH2O12345糖苷：指糖類與醇類脫水生成的產(chǎn)物。糖苷：指糖類與醇類脫水生成的產(chǎn)物。核苷核苷+ +磷酸磷酸 戊糖戊糖+ +堿基堿基+ +磷酸磷酸HHHHHHH H H4.4.核苷酸（核苷酸（nucleotidenucleotide）三、核苷酸的衍生物三、核苷酸的衍生物1.1.多磷酸核苷（多磷酸核苷（NDPNDP、NTP)NTP)2.2.環(huán)化核苷酸（環(huán)化核苷酸（cAMPcAMP、cGMPcGMP等）等）3.3.輔酶或輔基（輔酶或輔基（NADNAD

6、、NADPNADP、FADFAD、CoACoA等，均含有等，均含有AMPAMP）1. 1. 多磷酸核苷多磷酸核苷ATPGTPCTPUTPNNNN9NH2OOHOHHHHCH2H12OPO- -OOPOO- -OPO- - -OO一磷酸腺苷（AMP）二磷酸腺苷（ADP）三磷酸腺苷（ATP）高能磷酸基團(tuán)：高能磷酸基團(tuán)：在在ATPATP分分子中的子中的3 3個(gè)依次連接的磷個(gè)依次連接的磷酸基團(tuán)中，末端兩個(gè)磷酸基團(tuán)中，末端兩個(gè)磷酸基團(tuán)稱為高能磷酸基酸基團(tuán)稱為高能磷酸基團(tuán)。團(tuán)。高能磷酸化合物：高能磷酸化合物：含有含有高能磷酸基團(tuán)的化合物。高能磷酸基團(tuán)的化合物。ATPAMP:ATPAMP:供能方式供能方式A

7、MPATPAMPATP：儲(chǔ)存能量：儲(chǔ)存能量ATPATP能量貨幣能量貨幣 由太陽(yáng)能提供能量合成ATP 的過(guò)程，稱為光合磷酸化（植物光合作用的一個(gè)重要組成部分）。 由儲(chǔ)能物質(zhì)氧化分解提供化學(xué)能合成ATP 的過(guò)程，稱為氧化磷酸化（動(dòng)物體內(nèi)生物氧化的重要組成部分）。 光合磷酸化和氧化磷酸化是生物體將光能和化學(xué)能轉(zhuǎn)變成生物能（ATP）的最基本的反應(yīng)形式。ATP-ADP 循環(huán)是自然界生物賴以生存的基礎(chǔ)。圖5-1 ATP-ADP循環(huán)的意義 ATP （三磷酸腺苷）：ATP 是生物體內(nèi)分布最廣和最重要的一種核苷酸衍生物。ATP 分子結(jié)構(gòu)的最顯著特點(diǎn)是含有兩個(gè)高能磷酸鍵。ATP 水解時(shí)，可以釋放出大量自由能，可以

8、作為推動(dòng)生物體內(nèi)各種需能反應(yīng)的能量來(lái)源。ATP 是生物休內(nèi)最重要的能量轉(zhuǎn)換中間體。ADP 和磷酸在外界能量作用下，可以重新合成ATP 。 ATP 和GTP2.2.環(huán)化核苷酸環(huán)化核苷酸 cAMP cGMPcAMPcAMP和和cGMPcGMP的主要功能是作為細(xì)胞的第二信使。的主要功能是作為細(xì)胞的第二信使。12345NNNNNH2CH2OOHHHHOHOPOOH912345NNNHNOCH2OOHHHHOHOPOOHH2N9cAMP 和cGMP o 生物細(xì)胞中存在著兩種重要的環(huán)狀核苷酸：cAMP ( 3 , 5 -環(huán)腺苷酸）和cGMP (3 , 5 -環(huán)鳥苷酸）。o cAMP 和cGMP 的主要功能

9、是作為細(xì)胞之間傳遞信息的信使，參與代謝調(diào)節(jié)過(guò)程。o cAMP還參與大腸桿菌中DNA轉(zhuǎn)錄的調(diào)控， cAMP及其衍生物在治療心絞痛及心肌梗死方面有一定療效。 3.3.輔酶類核苷酸輔酶類核苷酸 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸-輔酶，NAD+ 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-輔酶，NADP+ 黃素單核苷酸（FMN) 黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD) 輔酶A 輔酶類核苷酸不參與核酸的構(gòu)成，而在生物氧化過(guò)程中參與氫和某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞。一、一、DNADNA的堿基組成的堿基組成 DNA是由兩條脫氧多核苷酸鏈組成的具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物，是遺傳信息的載體。組成DNA的堿基：A,G,C,T4種脫氧核苷酸：dAMP dG

10、MP dCMP dTMP在同一生物體內(nèi)，A=T,G=C推導(dǎo)出 A+G=T+C;A+C=T+Gp 不同生物種屬的DNA具有各自特異的堿基組成。p DNA的堿基組成無(wú)組織或器官特異性。p 生物的DNA具有各自特異的堿基組成，與遺傳特性有關(guān)，不受年齡、生長(zhǎng)狀況與環(huán)境等影響。一級(jí)結(jié)構(gòu)：脫氧核苷酸分子間連接方式及排列脫氧核苷酸分子間連接方式及排列順序。又稱堿基排列順序順序。又稱堿基排列順序二級(jí)結(jié)構(gòu)：兩條兩條DNA多聚核苷酸鏈間通過(guò)氫多聚核苷酸鏈間通過(guò)氫鍵，反向、平行、互補(bǔ)形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。鍵，反向、平行、互補(bǔ)形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA雙鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成的雙鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成的構(gòu)象。構(gòu)象。更

11、高級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA和組蛋白構(gòu)成染色體結(jié)構(gòu)和組蛋白構(gòu)成染色體結(jié)構(gòu) 二、DNA的分子結(jié)構(gòu)DNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu) 連接方式：連接方式：3 3 -5-5 磷酸磷酸二酯鍵二酯鍵 堿基排列順序，不同的堿基排列順序，不同的DNADNA分子具有不同的核苷分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶有酸排列順序，因此攜帶有不同的遺傳信息。不同的遺傳信息。方向：方向： 5 5 33 。 一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法：一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法：結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法3 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式5 3 p p p pOH3 ACTG1 線條式線條式5 ACTGCATAGCTCGA 3 字母式（常用）字母式（常用）

12、AGCTCGATACGTCA方向不同，不同的序列方向不同，不同的序列2.DNA2.DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)qWatson Watson 和和 Crick Crick 于于19531953年提出了年提出了DNA DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，說(shuō)明雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，說(shuō)明了了DNA DNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)。（即的二級(jí)結(jié)構(gòu)。（即B B型型DNADNA） DNADNA堿基組成符合：堿基組成符合： A=TA=T；G=CG=C； A+G=T+CA+G=T+C。 不對(duì)稱比率：不對(duì)稱比率：A+T/G+CA+T/G+C； 物種不同，物種不同，DNADNA堿基組成不同；堿基組成不同； 物種親緣愈接近，堿基組成也愈接近，該比率

13、越相近似。物種親緣愈接近，堿基組成也愈接近，該比率越相近似。 具有種的特異性，沒(méi)有器官和組織的特異性，年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況具有種的特異性，沒(méi)有器官和組織的特異性，年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況 環(huán)境的改變不影響環(huán)境的改變不影響DNADNA的堿基組成。的堿基組成。提出提出DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的根據(jù)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的根據(jù) DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)（1 1）DNADNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈( (簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱DNADNA單鏈單鏈) )組成。兩組成。兩條鏈沿著同一根假象的中心軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。條鏈沿著同一根假象的中心軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋

14、中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向?yàn)槁菪械膬蓷l鏈方向相反，即其中一條鏈的方向?yàn)?5端端33端，而另一條鏈的方向?yàn)槎?，而另一條鏈的方向?yàn)?3端端55端。端。（2 2）由脫氧核糖和磷酸構(gòu)）由脫氧核糖和磷酸構(gòu)成雙螺旋的骨架，堿成雙螺旋的骨架，堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基平于螺旋外側(cè)。堿基平面與戊糖環(huán)平面互相面與戊糖環(huán)平面互相垂直，堿基對(duì)平面彼垂直，堿基對(duì)平面彼此平行。此平行。（3 3）螺旋橫截面的直徑約）螺旋橫截面的直徑約為為2nm2nm，每條鏈相鄰兩個(gè)堿，每條鏈相鄰兩個(gè)堿基平面之間的距離為基平面之間的距離為0.34 0.34 nm

15、nm，每，每1010個(gè)核苷酸形成一個(gè)核苷酸形成一個(gè)螺旋，其螺矩（即螺旋旋個(gè)螺旋，其螺矩（即螺旋旋轉(zhuǎn)一圈的高度）為轉(zhuǎn)一圈的高度）為3.4 nm3.4 nm。（4 4）維持兩條）維持兩條DNADNA鏈相互結(jié)合的力是鏈鏈相互結(jié)合的力是鏈間堿基對(duì)形成的間堿基對(duì)形成的氫鍵氫鍵。堿基結(jié)合具有嚴(yán)。堿基結(jié)合具有嚴(yán)格的配對(duì)規(guī)律格的配對(duì)規(guī)律: :A A與與T T結(jié)合，結(jié)合，G G與與C C結(jié)合結(jié)合，這種配對(duì)關(guān)系，稱為堿基互補(bǔ)。這種配對(duì)關(guān)系，稱為堿基互補(bǔ)。A A和和T T之之間形成兩個(gè)氫鍵，間形成兩個(gè)氫鍵，G G與與C C之間形成三個(gè)氫之間形成三個(gè)氫鍵。鍵。 在在DNADNA分子中，嘌呤堿基的總數(shù)與嘧分子中，嘌呤堿

16、基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等。啶堿基的總數(shù)相等。（5 5）螺旋表面形成大溝）螺旋表面形成大溝(major (major groove)groove)及小溝及小溝(minor groove)(minor groove)，彼，彼此相間排列。小溝較淺；大溝較深，此相間排列。小溝較淺；大溝較深，是蛋白質(zhì)識(shí)別是蛋白質(zhì)識(shí)別DNADNA堿基序列的基礎(chǔ)。堿基序列的基礎(chǔ)。（6 6）氫鍵）氫鍵維持雙鏈維持雙鏈橫向穩(wěn)定性橫向穩(wěn)定性，堿堿基堆積力基堆積力維持雙鏈維持雙鏈縱向穩(wěn)定性縱向穩(wěn)定性。2.0 nm小小溝溝大大溝溝DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素 氫鍵氫鍵 堿基堆積力堿基堆積力 : :分子中堿

17、基的堆積可以使堿基之間締合，形成分子中堿基的堆積可以使堿基之間締合，形成了堿基堆積力。（主要作用力）了堿基堆積力。（主要作用力） 磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和 堿基處于疏水環(huán)境中堿基處于疏水環(huán)境中3.DNA3.DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)-超螺旋超螺旋1.超螺旋是指雙螺旋進(jìn)一步扭曲或再螺旋的構(gòu)象。2.正超螺旋（變緊，過(guò)旋）和負(fù)超螺旋（變松，欠旋）。3.人類4646條染色體的DNADNA總長(zhǎng)可達(dá)1.7m1.7m，經(jīng)過(guò)螺旋化壓縮，實(shí)際總長(zhǎng)只有200nm200nm。螺螺旋旋和和超超螺螺旋旋電電話話線線螺旋螺旋超螺旋超螺旋4.染色質(zhì)與染色體o 真核生物中D

18、NA雙螺旋沿著組蛋白八聚體核心的短軸繞1.75圈，形成左手超螺旋，稱核小體。o 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體。o 串珠狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步卷曲形成螺線管，后者再進(jìn)一步卷曲形成超螺旋管，形成染色單體。核小體核小體(nucleosome)(nucleosome)： 由由DNADNA和組蛋白構(gòu)成。和組蛋白構(gòu)成。DNADNA：以負(fù)超螺旋纏繞在：以負(fù)超螺旋纏繞在組蛋白上組蛋白上組蛋白核心：組蛋白核心：H2B ,H2A ,H3 ,H4H2B ,H2A ,H3 ,H4H1H1組蛋白在核小體之間組蛋白在核小體之間第三節(jié)RNARNA的分子的組成和結(jié)構(gòu)的分子的組成和結(jié)構(gòu)（一）（一）RNARNA的特點(diǎn)及分類的特點(diǎn)及分類結(jié)構(gòu)

19、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1. 1. 堿基組成：堿基組成：A A、G G、C C、U U （A-U/G-CA-U/G-C）；）；2. 2. 稀有堿基稀有堿基較多，穩(wěn)定性較差，易水解；較多，穩(wěn)定性較差，易水解；3. 3. 多為多為單鏈單鏈結(jié)構(gòu)，少數(shù)結(jié)構(gòu)，少數(shù)局部形成螺旋局部形成螺旋（發(fā)夾結(jié)構(gòu)）；（發(fā)夾結(jié)構(gòu)）；4. 4. 分子較小分子較小。分類：分類：1. 1. 信使信使RNARNA（mRNAmRNA）2. 2. 轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA RNA （tRNAtRNA）3. 3. 核糖體核糖體RNA RNA （rRNArRNA）一、一、RNARNA分子的組成及種類分子的組成及種類1.1.信使信使RNA RNA （Mes

20、senger RNAMessenger RNA）(1)(1)約占總約占總RNARNA的的3%-5%3%-5%，含量最少，種類最多。，含量最少，種類最多。(2)(2)成熟成熟mRNAmRNA不含內(nèi)含子，不含內(nèi)含子，hnRNAhnRNA含有。含有。(3)mRNA(3)mRNA從從DNADNA轉(zhuǎn)錄遺傳信息，并作為蛋白質(zhì)合成的模板，決定蛋白轉(zhuǎn)錄遺傳信息，并作為蛋白質(zhì)合成的模板，決定蛋白 質(zhì)的氨基酸順序。質(zhì)的氨基酸順序。2.2.轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA（Transfer RNATransfer RNA）(1)(1)約占總約占總RNARNA的的10-15%10-15%，分子最小。，分子最小。(2)(2)它在蛋

21、白質(zhì)生物合成中起翻譯它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯mRNAmRNA信息，并將相應(yīng)的氨基信息，并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體，參與蛋白質(zhì)體的合成。酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體，參與蛋白質(zhì)體的合成。(3)(3)已知每一個(gè)氨基酸至少有一個(gè)相應(yīng)的已知每一個(gè)氨基酸至少有一個(gè)相應(yīng)的tRNAtRNA。tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n 含含 101020% 20% 稀有堿基稀有堿基；n 3 3 末端為末端為 - CCA-OH- CCA-OH；n 5 5 末端大多數(shù)為末端大多數(shù)為G G；n 由由70709090個(gè)核苷酸組成；個(gè)核苷酸組成；3.3.核糖體核糖體RNARNA（Ribosome RNARibosome RNA） (

22、1)(1)約占全部約占全部RNARNA的的80%80%，含，含量最多。量最多。(2)(2)與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體，后者是合成蛋白糖體，后者是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。質(zhì)的場(chǎng)所。二、二、RNARNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu) RNARNA分子中各核苷之間的連接方分子中各核苷之間的連接方式（式（3 3 -5-5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵）和排列順序）和排列順序叫做叫做RNARNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)OHOHOH5 3 RNA RNA的多核苷酸鏈可以在某些部分發(fā)生自身彎曲折疊，形成局部雙的多核苷酸鏈可以在某些部分發(fā)生自身彎曲折疊，形成局部雙螺旋區(qū)，此為螺旋區(qū)，此為“發(fā)夾結(jié)構(gòu)發(fā)夾結(jié)構(gòu)”。 RNA

23、RNA大多數(shù)由多個(gè)核苷酸構(gòu)成單鏈分子，只有少數(shù)病毒的大多數(shù)由多個(gè)核苷酸構(gòu)成單鏈分子，只有少數(shù)病毒的RNARNA具有具有類似類似DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。的雙螺旋結(jié)構(gòu)。配對(duì)原則：配對(duì)原則：A=U G=CA=U G=C穩(wěn)定原則：至少有穩(wěn)定原則：至少有4-64-6個(gè)堿基對(duì)個(gè)堿基對(duì)三、三、RNARNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)* * tRNA tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)三葉草形三葉草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHUDHU環(huán)環(huán) 反密碼環(huán)反密碼環(huán) 額外環(huán)額外環(huán) TCTC環(huán)環(huán)氨基酸氨基酸臂臂額外環(huán)額外環(huán)1.tRNA1.tRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 氨基酸臂（接受莖） ：七對(duì)堿基，末端為CCA ，能接受活化的氨基酸； 二氫尿

24、嘧啶環(huán)（DHU環(huán) 或D環(huán)）：812個(gè)核苷酸，因具兩個(gè)二氫尿嘧啶而得名。與分類有關(guān)，通過(guò)二氫尿嘧啶臂（D莖）與其它相連； 反密碼環(huán) ：7個(gè)核苷酸，中部為反密碼子，與mRNA密碼子配對(duì)。通過(guò)反密碼莖與其它相連； 額外環(huán) ：318個(gè)核苷酸，是tRNA分類的依據(jù)。 TC環(huán) ：7個(gè)核苷酸，可能與在核糖體處落下有關(guān)。通過(guò)TC臂與其它相連。2.mRNA2.mRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的5 末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個(gè)末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個(gè)7-甲基鳥苷，同甲基鳥苷，同時(shí) 第 一 個(gè) 核 苷 酸 的時(shí) 第 一 個(gè) 核 苷 酸 的 C 2也 是 甲 基 化 ， 形 成 帽 子 結(jié) 構(gòu) ：也 是

25、甲 基 化 ， 形 成 帽 子 結(jié) 構(gòu) ：m7GpppNm-。 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的3 末端有一個(gè)多聚腺苷酸末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polyA)結(jié)構(gòu)，稱為結(jié)構(gòu)，稱為多聚多聚A尾。尾。mRNAmRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNAmRNA的穩(wěn)定性維系的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控翻譯起始的調(diào)控 帽子結(jié)構(gòu)和多聚帽子結(jié)構(gòu)和多聚A A尾的功能尾的功能一、物理性質(zhì)一、物理性質(zhì)1. DNA白色纖維狀固體，RNA白色粉末狀固體，都微溶于水，不溶于乙醇，因此常用乙醇乙醇來(lái)沉淀DNA ；DNA溶液黏度大于RNA 。2. DNA難溶于0.14mol/L0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于1 1

26、2 mol/L2 mol/L的NaCl溶液，RNA則相反，可據(jù)此分離二者。3. 加熱條件下 D核糖濃鹽酸苔黑酚 綠色 D2脫氧核糖酸二苯胺 藍(lán)紫色鑒定鑒定DNA、RNA二、核酸的水解二、核酸的水解o核酸分子中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷。核酸分子中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷。oDNADNA和和RNARNA對(duì)酸或堿的耐受程度有很大差別。室溫條件下，對(duì)酸或堿的耐受程度有很大差別。室溫條件下，DNADNA在在堿中變性，但不水解，堿中變性，但不水解，RNARNA水解。水解。o在細(xì)胞內(nèi)核酸分子受在細(xì)胞內(nèi)核酸分子受DNADNA酶作用。酶作用。三、兩性解離三、兩性解離o核酸含酸性的磷酸

27、基團(tuán)，又含弱堿性的堿基，為兩性電解質(zhì)，可核酸含酸性的磷酸基團(tuán)，又含弱堿性的堿基，為兩性電解質(zhì)，可發(fā)生兩性解離；發(fā)生兩性解離；o核酸相當(dāng)于多元酸，核酸相當(dāng)于多元酸，pHpH大于大于4 4時(shí)，呈陰離子狀態(tài)；時(shí)，呈陰離子狀態(tài)；o等電點(diǎn)：都小于等電點(diǎn)：都小于3.53.5，且，且 UMP UMP GMP GMP AMP AMP CMP CMP四、紫外吸收四、紫外吸收o在核酸分子中嘌呤堿和嘧啶堿都含有共軛雙鍵體系，在在核酸分子中嘌呤堿和嘧啶堿都含有共軛雙鍵體系，在260 260 nmnm有吸收；有吸收；o可以作為區(qū)別蛋白質(zhì)和對(duì)核酸及其組份定性和定量測(cè)定的依可以作為區(qū)別蛋白質(zhì)和對(duì)核酸及其組份定性和定量測(cè)定的

28、依據(jù)，進(jìn)行核酸純度鑒定，也可作為核酸變性和復(fù)性的指標(biāo)。據(jù)，進(jìn)行核酸純度鑒定，也可作為核酸變性和復(fù)性的指標(biāo)。五、五、DNADNA的變性、復(fù)性與分子雜交的變性、復(fù)性與分子雜交（一）（一）DNA的變性的變性1. 概念概念2. 變性條件變性條件3. 變性的特征變性的特征1. 概念 在變性因素作用下，核酸雙螺旋區(qū)的多聚核苷酸鏈間的氫鍵斷裂，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過(guò)程。2.DNA的變性的條件條件能夠引起核酸變性的因素有：（1）溫度升高；（2）酸堿度改變、 pH（11.3或5.0）；（3）有機(jī)溶劑如甲醛和尿素、甲酰胺等；（4）低離子強(qiáng)度。3.DNA變性的特征特征o變性核酸將失去其部分或全部的變性核酸將失去其部分或全

29、部的生物活性生物活性。o變性變性改變了改變了DNADNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。核酸的變性并不涉及磷酸二酯鍵。核酸的變性并不涉及磷酸二酯鍵的斷裂，所以它的的斷裂，所以它的一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)( (堿基順序堿基順序) )保持不變保持不變。oDNADNA的變性過(guò)程是的變性過(guò)程是突變性突變性的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成。的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成。 DNADNA解鏈溫度解鏈溫度o紫外吸收值明顯增加紫外吸收值明顯增加，即增色效應(yīng)。，即增色效應(yīng)。o粘度降低粘度降低，沉降系數(shù)增加。，沉降系數(shù)增加。解鏈曲線：在連續(xù)加熱DNA的過(guò)程中以溫度對(duì)A260值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。 Tm：紫外光吸收值達(dá)到最大值的

30、50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度(melting temperature, Tm)。其大小與G+C含量成正比。影響影響TmTm值的因素值的因素 DNA DNA的均一性的均一性：均一均一DNADNA（如病毒）的（如病毒）的TmTm值范圍較小；值范圍較小； DNA DNA中中G-CG-C對(duì)的含量對(duì)的含量 ：分子中分子中G G和和C C的含量的含量越高，越不易變性，越高，越不易變性，T Tm m值越高。值越高。可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （G+C)%=(Tm-69.3) G+C)%=(Tm-69.3) 2.442.44 鹽離子強(qiáng)度鹽離子強(qiáng)度 ： T Tm m值隨溶液鹽濃度增加而增大；值隨溶液鹽濃度增加而增大；一般一般DNA的的Tm值在值在70-85 C之間，之間， Tm值較低，易變性，不易保存值較低，易變性，不易保存增色效應(yīng)與減色效應(yīng)增色效應(yīng)與減色效應(yīng) 天然天然DNADNA分子在熱變性條件下，雙螺旋結(jié)構(gòu)破壞，堿基暴露，分子在熱變性條件下，雙螺旋結(jié)構(gòu)破壞，堿基暴露，在紫外光在紫外光260n