第二章核酸的化學(xué)

1、nIn 1869, Friedrich Miescher分離出核素；nIn 1889，Altman命名了核酸；nIn 1944, Avery, MacLeod和 McCarty發(fā)現(xiàn) DNA是重要的遺傳物質(zhì)；nIn 1953, Watson and Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。 In 1944, Avery, MacLeod, and McCarty found that DNA prepared from a virulent strain of pneumococcus could transform a nonvirulent strain of this organism into

2、a virulent one.Virulent bacteriaMouse diesNonvirulent bacteriaMouse livesAvery OT, MacLeod CM, McCarty M (1944) J. Exp. Med. 79:137. Nonvirulent bacteria DNA carried a genetic message from one type of cells could be assimilated and expressed by another type of cells.Conclusion: 核酸是由幾十個甚至幾千萬個核酸是由幾十個甚

3、至幾千萬個聚合聚合而成的而成的的大分子化合物。的大分子化合物。 核蛋白 磷酸 核苷 堿基 戊糖 蛋白質(zhì) 核酸核苷酸 戊糖（pentose）的結(jié)構(gòu) OHOH2CHOHHOHOHHHOHOH2CHOHHHOHHHOHOH2CHOHHOCH3OHHH-D-核糖-D-2-脫氧核糖-D-2-O-甲基核糖嘌呤腺嘌呤A鳥嘌呤G16789嘧啶胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U16CNNOOHHCNNOHHOuracil 酮式 uracil 烯醇式核苷中戊糖與堿基的連接方式核苷中戊糖與堿基的連接方式 OHOH2CHHHHOHOHNNNNNH291 腺嘌呤核苷 （adenosine）胞嘧啶脫氧核苷 （deoxycytid

4、ne）OHOH2CHHHHOHHN1NONH21()OC H2HHO HHO HHH O (p s e u d o u rid in e )H NN HOO51 假 尿 嘧 啶 核 苷核核苷苷 核糖核苷（核苷）：核糖核苷（核苷）：A、G、C、U 脫氧核糖核苷（脫氧核苷）：脫氧核糖核苷（脫氧核苷）：dA、dG、dC、dT NNNNNHCH3dRN6-Methyl-dAHNNHO5,6-dihydrouridineORHHH(D or hU)OCH2HHOHHOCH3HHO2-O-甲基腺苷Ade(Am)NNCH3NH25-Methyl-dCOdR修飾核苷的簡寫符號 少數(shù)修飾核苷用單字符號如D、I；

5、但大多數(shù)修飾核苷是將堿基取代基、取代位置和取代數(shù)目寫在核苷單字符號的左邊，用小寫英文字母代表取代基。 m N22取代位置核苷取代基的數(shù)目取代基取代基用下列小寫英文字母表示取代基用下列小寫英文字母表示甲基甲基m 乙酰基乙?；鵤c 氨基氨基n 甲硫基甲硫基ms 羥基羥基o或或h 硫基硫基s 異戊烯基異戊烯基i 羧基羧基c dADPATP類的高能磷酸化合物類的高能磷酸化合物 AMPADPATP第二信使環(huán)化腺苷酸cAMPDNARNARosalind Franklin的的 X射線衍射圖譜射線衍射圖譜根據(jù)根據(jù)DNA的的X射線衍射模式，射線衍射模式，F(xiàn)ranklin 推測：推測： DNA的的X射線圖譜表明其

6、具有雙螺旋結(jié)構(gòu)；射線圖譜表明其具有雙螺旋結(jié)構(gòu)； DNA纖維有兩個周期，主周期為纖維有兩個周期，主周期為 3.4 A，次周，次周 期為期為34 A； DNA雙螺旋的直徑為雙螺旋的直徑為 20 A。(A: Angstrom)Erwin Chargaff 從不同生物當(dāng)中測定了DNA的堿基組成DNA中的堿基組成Chargaff 發(fā)現(xiàn)a. 不同生物中的DNA中四種脫氧核苷酸的數(shù)量不同，這一發(fā)現(xiàn)推翻了四核苷酸假說，并證明了可能存在許多種不同的DNA。 b. A與T，G與C的比值為1或接近1，這一比值稱為Chargaff比率（或法則），這些規(guī)則表明堿基存在配對的情況。堆積的堿基對DNA replicatio

7、n suggested by Watson and CrickOldNew表2-2螺旋DNA的類型DNA 雙鏈線狀雙鏈線狀 雙鏈環(huán)狀雙鏈環(huán)狀 單鏈線狀：動物病毒單鏈線狀：動物病毒MVM 單鏈環(huán)狀：噬菌體單鏈環(huán)狀：噬菌體X174 真核細胞染色體真核細胞染色體DNA 噬菌體噬菌體T2，T5，T7，P22 E-Coli染色體染色體DNA 線粒體線粒體DNA 葉綠體葉綠體DNA 多瘤病毒多瘤病毒DNA，病毒，病毒SV40DNA 噬菌體噬菌體和和X174的復(fù)制型的復(fù)制型 結(jié)構(gòu)緊密，粘度較低，浮力密度大，沉降速度快。正超螺旋和負超螺旋。核小體模型染色質(zhì)纖維中心法則 the central dogmaX174的基因組的基因組主體主體DNA衛(wèi)星衛(wèi)星DNA雞卵清蛋白基因的結(jié)構(gòu)典型的RNA結(jié)構(gòu)表2-4核糖體和所含的rRNA最大吸收峰在260nm附近首先根據(jù)首先根據(jù)A260/A280的比值判斷核酸樣品的純度的比值判斷核酸樣品的純度（若樣品中含有雜蛋白或苯酚，則A260/A280比值明顯降低）純的核酸樣品可根據(jù)260nm的光吸收值算出其含量若260nm光吸收值為1相當(dāng)于50g/ml雙螺旋DNA或相當(dāng)于40g/ml單鏈DNA或RNA或相當(dāng)于20g/ml寡核苷酸。密度梯度離心高于高于Tm值值5 復(fù)性復(fù)性 也稱退火也稱退火 （annealing）緩緩