第三章核酸化學(xué)

1、第第二二章章核核酸酸化化學(xué)學(xué)第二章第二章 核酸化學(xué)（核酸化學(xué)（5學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：教學(xué)要求：一一 、了解核酸的分類、在細(xì)胞內(nèi)的分布及其生物學(xué)功，熟、了解核酸的分類、在細(xì)胞內(nèi)的分布及其生物學(xué)功，熟悉核酸的化學(xué)元素組成、核苷和核苷酸的基本概念及其結(jié)悉核酸的化學(xué)元素組成、核苷和核苷酸的基本概念及其結(jié)構(gòu)；熟記常見(jiàn)核苷酸的縮寫符號(hào)。構(gòu)；熟記常見(jiàn)核苷酸的縮寫符號(hào)。二、掌握多核苷酸鏈中單核苷酸之間的連接方式二、掌握多核苷酸鏈中單核苷酸之間的連接方式磷酸磷酸二酯鍵，并通過(guò)這種連接方式理解多核苷酸鏈的方向性。二酯鍵，并通過(guò)這種連接方式理解多核苷酸鏈的方向性。掌握掌握DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)；掌握的一級(jí)結(jié)構(gòu)；掌握DN

2、A二級(jí)結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)、堿基配對(duì)規(guī)律；了解模型要點(diǎn)、堿基配對(duì)規(guī)律；了解DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。熟悉的三級(jí)結(jié)構(gòu)。熟悉rRNA、mRNA和和tRNA三類核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能。三類核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能。掌握掌握tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三葉草形結(jié)構(gòu)。三葉草形結(jié)構(gòu)。三、掌握核酸的重要理化性質(zhì)；了解分子雜交的原理、方三、掌握核酸的重要理化性質(zhì)；了解分子雜交的原理、方法及應(yīng)用；了解核酸的分離及提純的方法及原理。法及應(yīng)用；了解核酸的分離及提純的方法及原理。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 1868年年 Fridrich Miescher從膿細(xì)胞中提取從膿細(xì)

3、胞中提取“核素核素” 1944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) 1953年年 Watson和和Crick發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1968年年 Nirenberg發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)遺傳密碼遺傳密碼 1975年年 Temin和和Baltimore發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶 1981年年 Gilbert和和Sanger建建立立DNA 測(cè)序方法測(cè)序方法 1985年年 Mullis發(fā)明發(fā)明PCR 技術(shù)技術(shù) 1990年年 美國(guó)啟動(dòng)美國(guó)啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃(HGP) 1994年年 中國(guó)人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)中國(guó)人類基因組計(jì)劃啟動(dòng) 2001年年 美、英等國(guó)美、英等國(guó)完成人

4、類基因組計(jì)劃基本框架完成人類基因組計(jì)劃基本框架中心法則1944年，Avery的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)orand可分離可分離肺炎球菌(Diplococcuspneumonoae)有許多不同的菌株(strains)，但只有光滑型(S)菌株能引起人的肺炎和小鼠的敗血癥(septicemia)。這種菌株的細(xì)菌細(xì)胞外面有多糖類的膠狀莢膜保護(hù)層，使它們不會(huì)被宿主的防御機(jī)制所破壞。當(dāng)這種細(xì)菌生長(zhǎng)在合成培養(yǎng)基上時(shí)，每個(gè)細(xì)菌長(zhǎng)成一個(gè)明亮、光滑的菌落。其他一些菌株沒(méi)有莢膜，不會(huì)引起疾病，長(zhǎng)成粗糙型(R)菌落。英國(guó)衛(wèi)生部病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Fred Griffith發(fā)現(xiàn)(1928)，將高溫殺死的S型細(xì)菌和活的R型細(xì)菌一起注入小鼠體

5、內(nèi)，結(jié)果不僅有許多小鼠死于敗血癥，而且從死鼠血液中還發(fā)現(xiàn)了活的S型細(xì)菌。 如果注入小鼠體內(nèi)的只是活的R型細(xì)菌，或是死的S型細(xì)菌，都不會(huì)引起敗血癥。這說(shuō)明，高溫殺死的S型細(xì)菌使某些活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。S型細(xì)菌有一種物質(zhì)或轉(zhuǎn)化因素(transformingprinciple)進(jìn)入了R型細(xì)菌，引起R型細(xì)菌發(fā)生了穩(wěn)定的遺傳變異。艾弗里(Osward Avery)等人(1944)從S型細(xì)菌中分別抽提出DNA、蛋白質(zhì)和莢膜物質(zhì)，并把每一種成分同活的R型細(xì)菌混合，懸浮在合成培養(yǎng)液中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有DNA組分能夠把R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成S型細(xì)菌。而且DNA的純度越高，這種轉(zhuǎn)化的效率也越高。這說(shuō)明，一種基因型細(xì)胞

6、的DNA進(jìn)入另一種基因型的細(xì)胞后，可引起穩(wěn)定的遺傳變異，DNA賦有特定的遺傳特性。Avery等人的研究結(jié)果發(fā)表后，一些堅(jiān)信蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的人仍然提出質(zhì)疑，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)用的DNA的純度不夠，轉(zhuǎn)化是由于DNA抽提物中含有的少量蛋白質(zhì)的作用結(jié)果。1948年，DNA純化技術(shù)使殘留的蛋白質(zhì)減少到只有002。如此高純度的DNA不僅仍可引起轉(zhuǎn)化，而且轉(zhuǎn)化效率也更高。 第一節(jié)第一節(jié) 核酸的組成與分類核酸的組成與分類核酸是以核苷酸為基本組成單位的生物大分核酸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。存在于任何生命子，攜帶和傳遞遺傳信息。存在于任何生命形式的有機(jī)體。包括脫氧核糖核酸形式的有機(jī)體。包括

7、脫氧核糖核酸Deoxyribonucleic Acid （DNA）和核糖核酸）和核糖核酸Ribonucleic Acid （ RNA ）。）。一、核酸的分類和分布 1、分類、分類 脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA） 核酸核酸 messenger RNA (mRNA) 5% 核糖核酸（核糖核酸（RNA transfer RNA (tRNA) 10-15% ribosomal RNA (rRNA) 80%DNA主要存在于細(xì)胞核中，是生命遺傳的物主要存在于細(xì)胞核中，是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是遺傳信息的真正攜帶者，具有儲(chǔ)質(zhì)基礎(chǔ)，是遺傳信息的真正攜帶者，具有儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的雙重功能。存和傳遞遺傳信息

8、的雙重功能。RNA主要是主要是負(fù)責(zé)將負(fù)責(zé)將DNA遺傳信息的翻譯和表達(dá)，其中的遺傳信息的翻譯和表達(dá)，其中的mRNA主要是作為蛋白質(zhì)合成的模板，蛋白主要是作為蛋白質(zhì)合成的模板，蛋白質(zhì)中氨基酸的順序取決于質(zhì)中氨基酸的順序取決于mRNA中核苷酸的中核苷酸的順序。順序。tRNA在蛋白質(zhì)合成中起翻譯氨基酸的在蛋白質(zhì)合成中起翻譯氨基酸的信息，并將相應(yīng)的氨基酸按照信息，并將相應(yīng)的氨基酸按照mRNA中核苷中核苷酸的序列搬運(yùn)至核糖體。酸的序列搬運(yùn)至核糖體。rRNA是構(gòu)成核糖體是構(gòu)成核糖體的骨架，而核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，也的骨架，而核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，也稱為蛋白質(zhì)合成的加工廠。稱為蛋白質(zhì)合成的加工廠。二、

9、核酸的化學(xué)組成二、核酸的化學(xué)組成 核酸（核酸（DNA和和RNA）是一種線形的多聚核）是一種線形的多聚核苷酸，它的基本結(jié)構(gòu)單元是核苷酸，核酸是苷酸，它的基本結(jié)構(gòu)單元是核苷酸，核酸是由許多核苷酸按一定的順序，通過(guò)由許多核苷酸按一定的順序，通過(guò)3，5-磷磷酸二酯鍵連接成不分支的線形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。酸二酯鍵連接成不分支的線形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。我們通常所說(shuō)的我們通常所說(shuō)的遺傳信息也就是核酸中核苷遺傳信息也就是核酸中核苷酸的序列。酸的序列。核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸堿基堿基戊糖戊糖元素組成：元素組成： C H O N P C H O N P 核酸完全水解產(chǎn)生嘌呤和嘧啶等堿性物質(zhì)、戊糖（核糖或脫氧核糖）和磷

10、酸的混合物。核酸部分水解則產(chǎn)生核苷和核苷酸。每個(gè)核苷分子含一分子堿基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除產(chǎn)生核苷外，還有一分子磷酸。核酸的各種水解產(chǎn)物可用層析或電泳等方法分離鑒定。兩類核酸的基本化學(xué)組成比較兩類核酸的基本化學(xué)組成比較 嘌呤堿嘌呤堿 腺嘌呤腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤腺嘌呤 (A) 鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤 (G) 鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤 (G) 嘧啶堿嘧啶堿 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶尿嘧啶 (U)堿堿基基戊糖戊糖D-2-脫氧核糖脫氧核糖 D-核糖核糖酸酸磷酸磷酸 磷酸磷酸DNA RNA1、堿基、堿基 核酸中的堿基分兩類，共核酸中的堿基分兩類，共5種。種

11、。嘧啶、嘧啶、 嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤NNNHN123456789NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤(A)NNHNHNNH2O鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤(G)NNH132456嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(C)NNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶(U)NHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)NHNHOOCH3 核酸中也存在一些不常見(jiàn)的稀有堿基。稀有堿核酸中也存在一些不常見(jiàn)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?；姆N類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。2、戊糖、戊糖 RNA中的戊糖是核糖；中的戊糖是核糖； DNA中的戊糖是脫氧核糖。中的戊糖是脫氧核糖。 為了不與含氮堿的位置混淆，核糖上的位為了不與含氮堿的位置混淆，核糖

12、上的位置標(biāo)為：置標(biāo)為：1、2核糖脫氧核糖3核苷核苷(nucleoside)： 核苷核苷是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。生成的化合物。 在大多數(shù)情況下，核苷是由核糖或脫氧在大多數(shù)情況下，核苷是由核糖或脫氧核糖的核糖的C1 -羥基羥基與與嘧啶堿嘧啶堿N1或或嘌呤堿嘌呤堿N9進(jìn)行縮合，故生成的化學(xué)鍵稱為進(jìn)行縮合，故生成的化學(xué)鍵稱為 ，N糖苷鍵糖苷鍵。 腺苷腺苷(AR) 脫氧胞苷脫氧胞苷(dCR)1 ,N9-糖苷鍵糖苷鍵 1 ,N1-糖苷鍵糖苷鍵1 1 N9N1OH脫氧核苷脫氧核苷核苷核苷 1、是由、是由“稀有堿基稀有堿基”所生成的核苷。所生成的核苷。 2、糖

13、苷鍵連接方式不同所產(chǎn)生。、糖苷鍵連接方式不同所產(chǎn)生。 3、核糖被修飾，主要是甲基化。、核糖被修飾，主要是甲基化。 “稀有核苷稀有核苷” 。其它核苷假尿苷（假尿苷（） 1 ,C5-糖苷鍵糖苷鍵 1 C54、核苷酸、核苷酸 核苷酸核苷酸(nucleotide)是由核苷與磷酸經(jīng)是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括括核糖核苷酸核糖核苷酸和和脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸兩大類。兩大類。 由于由于與磷酸基縮合的位置不同而分別生與磷酸基縮合的位置不同而分別生成成2 -核苷酸、核苷酸、3 -核苷酸和核苷酸和5 -核苷酸。核苷酸。最常見(jiàn)者為最常見(jiàn)者為5 -核苷酸

14、核苷酸（5 常被省略）。常被省略）。 核苷酸的分子結(jié)構(gòu)核苷酸的分子結(jié)構(gòu)稀有核苷酸 由稀有核苷磷酸酯化所形成的核苷酸。較常見(jiàn)的是核苷中某些基團(tuán)的甲基化修飾。甲基化基團(tuán)用m表示，修飾基團(tuán)在堿基字母左側(cè)表示堿基被甲基化，右上角數(shù)字表示甲基化位置，右下角的數(shù)字表示甲基化的數(shù)目；修飾基團(tuán)在堿基字母右側(cè)表示核糖被甲基化。5、核苷酸的衍生物、核苷酸的衍生物核苷酸的衍生物以游離的形式廣泛存在于生物細(xì)胞核苷酸的衍生物以游離的形式廣泛存在于生物細(xì)胞中，他們除了作為合成核酸的基本單元外，還具有中，他們除了作為合成核酸的基本單元外，還具有其他方面的重要功能。其他方面的重要功能。1）核苷三磷酸）核苷三磷酸 核苷三磷酸廣

15、泛分布于生物體內(nèi)，有核苷三磷酸廣泛分布于生物體內(nèi)，有ATP、CTP、GTP、UTP、TTP，其中最為重要的三，其中最為重要的三磷酸腺苷（磷酸腺苷（ATP）。）。功能：參與功能：參與DNA/RNA的生物合成；在能量代謝中起重的生物合成；在能量代謝中起重要作用；是多種輔酶的組分；參與糖代謝（要作用；是多種輔酶的組分；參與糖代謝（ADP、UDP）；參與磷脂和蛋白質(zhì)合成。）；參與磷脂和蛋白質(zhì)合成。ATP的結(jié)構(gòu)如下的結(jié)構(gòu)如下圖：圖：Q00701012）環(huán)狀核苷酸）環(huán)狀核苷酸 生物體內(nèi)普遍存在兩種重要的環(huán)生物體內(nèi)普遍存在兩種重要的環(huán)壯核苷酸壯核苷酸cAMP（環(huán)腺苷酸）和（環(huán)腺苷酸）和cGMP（環(huán)鳥(niǎo)苷（環(huán)鳥(niǎo)

16、苷酸），他們的主要功能是作為細(xì)胞之間傳遞信息的信酸），他們的主要功能是作為細(xì)胞之間傳遞信息的信使。使。 3）輔酶類核苷酸）輔酶類核苷酸 NAD、NADP、FMN環(huán)核苷酸的分子結(jié)構(gòu)環(huán)核苷酸的分子結(jié)構(gòu)環(huán)一磷酸腺苷環(huán)一磷酸腺苷 環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷核苷酸的命名及縮寫符號(hào)核苷酸的命名及縮寫符號(hào)脫氧脫氧堿基堿基磷酸基數(shù)目磷酸基數(shù)目磷酸磷酸dAMPGDTTCU兩類核酸的基本化學(xué)組成比較兩類核酸的基本化學(xué)組成比較 嘌呤堿嘌呤堿 腺嘌呤腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤腺嘌呤 (A) 鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤 (G) 鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤 (G) 嘧啶堿嘧啶堿 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶

17、尿嘧啶 (U)堿堿基基戊糖戊糖D-2-脫氧核糖脫氧核糖 D-核糖核糖酸酸磷酸磷酸 磷酸磷酸DNA RNA第二節(jié)第二節(jié) 脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)一、一、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由數(shù)量極其龐大的四種脫氧核糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由數(shù)量極其龐大的四種脫氧核糖核苷酸即：脫氧腺嘌呤核苷酸、脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷核苷酸即：脫氧腺嘌呤核苷酸、脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷酸、脫氧胞嘧啶核苷酸和脫氧胸腺嘧啶核苷酸，通酸、脫氧胞嘧啶核苷酸和脫氧胸腺嘧啶核苷酸，通過(guò)過(guò)3，5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵連接起來(lái)的直線形或者環(huán)形多連接起來(lái)的直線形或者環(huán)形多聚體。聚體。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的是的一級(jí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)的是DNA分子中核苷

18、酸分子中核苷酸的堿基序列，的堿基序列，DNA的堿基序列本身就是生命遺傳信的堿基序列本身就是生命遺傳信息的貯存形式。息的貯存形式。生物界物種的多樣性取決于生物界物種的多樣性取決于DNA分分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合。子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合。1、DNA分子的連接鍵分子的連接鍵3，5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 一分子核苷酸的一分子核苷酸的3 -位羥基與另一分子核位羥基與另一分子核苷酸的苷酸的5 -位磷酸基通過(guò)脫水可形成位磷酸基通過(guò)脫水可形成3 ,5 -磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵，從而將兩分子核苷酸連接，從而將兩分子核苷酸連接起來(lái)。起來(lái)。 3,5-3,5-磷酸二酯鍵的形成磷酸二酯鍵的形成

19、1234535多核苷酸鏈：多核苷酸鏈： 核酸就是由許多核酸就是由許多核苷酸核苷酸單位單位通過(guò)通過(guò)3 ,5 -磷酸二磷酸二酯鍵酯鍵連接起來(lái)形成的不連接起來(lái)形成的不含側(cè)鏈的長(zhǎng)鏈狀化合物。含側(cè)鏈的長(zhǎng)鏈狀化合物。 核酸是核酸是具有方向性具有方向性的長(zhǎng)的長(zhǎng)鏈狀化合物，多核苷酸鏈狀化合物，多核苷酸鏈的兩端，一端稱為鏈的兩端，一端稱為5 -端，另一端稱為端，另一端稱為3 -端。端。55端端3端端CGA2、DNA鏈的方向鏈的方向在多聚核苷酸鏈（在多聚核苷酸鏈（DNA和和RNA）中有游離磷）中有游離磷酸基團(tuán)的一端稱為酸基團(tuán)的一端稱為5端。有游離的端。有游離的-OH的一的一端稱為端稱為3端。多聚核苷酸鏈具有方向性

20、，在端。多聚核苷酸鏈具有方向性，在表示一個(gè)多聚核苷酸鏈時(shí)必須注明他的方向表示一個(gè)多聚核苷酸鏈時(shí)必須注明他的方向性性53或或 3 5 。如不作特殊說(shuō)。如不作特殊說(shuō)明，一般左端為明，一般左端為5端，右端為端，右端為3端，端，多核多核苷酸鏈的方向是從苷酸鏈的方向是從 53。533、多聚核苷酸的書寫、多聚核苷酸的書寫1）線條式書寫）線條式書寫 2）字母式）字母式 pApCpGpTpA pACGTA DNA分子主要由分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和和dTMP四種脫氧核糖核苷酸所組成。四種脫氧核糖核苷酸所組成。 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指就是指DNA分子中脫氧核分子中脫氧核糖核苷酸的排列順序

21、及連接方式糖核苷酸的排列順序及連接方式(3 ,5 - -磷磷酸二酯鍵酸二酯鍵) )。 DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)：的一級(jí)結(jié)構(gòu)： 5 -AGTCCATG-3 AGTCCATG 3 -TCAGGTAC-5 二、二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，年，Watson和和Crick在前人研究的基礎(chǔ)在前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)上，根據(jù)DNA的的X衍射圖譜提出了著名的衍射圖譜提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為20世世紀(jì)最偉大的自然科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，紀(jì)最偉大的自然科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，DNA雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立為分子生

22、物學(xué)的發(fā)展奠定了結(jié)構(gòu)模型的建立為分子生物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展同樣產(chǎn)生深遠(yuǎn)基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展同樣產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。的影響。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)(double helix structure)是是DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是要形式，它是Watson和和Crick兩兩位科學(xué)家于位科學(xué)家于1953年年提出來(lái)的一種結(jié)構(gòu)提出來(lái)的一種結(jié)構(gòu)模型。模型。James Watson (L) and Francis Crick (R), and the model they built of the structure of DNA （一）（一）對(duì)對(duì)DNADNA

23、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家1. Oswald Avery (1877-1955) Microbiologist Avery led the team that showed that DNA is the unit of inheritance. One Nobel laureate has called the discovery the historical platform of modern DNA research, and his work inspired Watson and Crick to seek DNAs structure. Natu

24、re, 20032. Erwin Chargaff (1905-2002) Chargaff discovered the pairing rules of DNA letters, noticing that A matches to T and C to G. He later criticized molecular biology, the discipline he helped invent, as the practice of biochemistry without a licence, and once described Francis Crick as looking

25、like a faded racing tout. Nature, 2003Chargaff Chargaff 研究小組的貢獻(xiàn)研究小組的貢獻(xiàn) 19501953，Chargaff研究小組對(duì)研究小組對(duì)DNA的化的化學(xué)組成進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)：學(xué)組成進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)： DNA堿基組成有物種差異，且物種親緣關(guān)系堿基組成有物種差異，且物種親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，差異越大；越遠(yuǎn)，差異越大； 相同物種，不同組織器官中相同物種，不同組織器官中DNA堿基組成相堿基組成相同，而且不因年齡、環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)而改變；同，而且不因年齡、環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)而改變； DNA分子中四種堿基的摩爾百分比具有一定分子中四種堿基的摩爾百分比具有一定的

26、規(guī)律性，即的規(guī)律性，即A=T、G=C、A+G=T+C。這一。這一規(guī)律被稱為規(guī)律被稱為Chargaff規(guī)則規(guī)則。 3. Linus Pauling (1901-1994) The titan of twentieth-century chemistry. Pauling led the way in working out the structure of big biological molecules, and Watson and Crick saw him as their main competitor. In early 1953, working without the benef

27、it of X-ray pictures, he published a paper suggesting that DNA was a triple helix. Nature, 20034. Rosalind Franklin (1920-1958) Franklin, trained as a chemist, was expert in deducing the structure of molecules by firing X-rays through them. Her images of DNA - disclosed without her knowledge - put W

28、atson and Crick on the track towards the right structure. She went on to do pioneering work on the structures of viruses. Nature, 20035. Maurice Wilkins (1916- ) Like Crick, New Zealand-born Wilkins trained as a physicist, and was involved with the Manhattan project to build the nuclear bomb. Wilkin

29、s worked on X-ray crystallography of DNA with Franklin at Kings College London, although their relationship was strained. He helped to verify Watson and Cricks model, and shared the 1962 Nobel with them. Nature, 2003 1953年由年由Franklin和和Wilkins等人完成的等人完成的研究工作，發(fā)現(xiàn)了研究工作，發(fā)現(xiàn)了DNA晶體的晶體的X線衍射圖線衍射圖譜中存在兩種周期性反射，并證

30、明譜中存在兩種周期性反射，并證明DNA是是一種螺旋構(gòu)象。一種螺旋構(gòu)象。 Fig. 516. James Watson (1928- ) Watson went to university in Chicago aged 15, and teamed up with Crick in Cambridge in late 1951. After solving the double helix, he went on to work on viruses and RNA, another genetic information carrier. He also helped launch the

31、human genome project, and is president of Cold Spring Harbor Laboratory in New York. Nature, 20037. Francis Crick (1916-2004 ) Crick trained and worked as a physicist, but switched to biology after the Second World War. After co-discovering the structure of DNA, he went on to crack the genetic code

32、that translates DNA into protein. He now studies consciousness at Californias Salk Institute. Nature, 20031、雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)、雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn) 1）兩條反向平行多核苷酸鏈圍繞同一中心軸相）兩條反向平行多核苷酸鏈圍繞同一中心軸相互纏繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中兩條來(lái)鏈互纏繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中兩條來(lái)鏈的發(fā)向相反，一條為的發(fā)向相反，一條為5?3? ，而另一條鏈為，而另一條鏈為3?5 ? 2）嘌呤與嘧啶堿基在內(nèi)側(cè)，堿基平面與縱軸垂）嘌呤與嘧啶堿基在內(nèi)側(cè)，堿基平面與縱軸垂直，磷酸與核糖

33、在外側(cè)，糖環(huán)平面與縱軸平形。直，磷酸與核糖在外側(cè)，糖環(huán)平面與縱軸平形。 3）雙螺旋平均直徑為）雙螺旋平均直徑為2nm，每條鏈相鄰兩個(gè)堿，每條鏈相鄰兩個(gè)堿基平面之間距離為基平面之間距離為0.34nm，兩核苷酸間夾角為，兩核苷酸間夾角為36，每一圈，每一圈10個(gè)核苷酸，螺距為個(gè)核苷酸，螺距為3.4nm。 4）兩條鏈通過(guò)堿基配對(duì)，由氫鍵維系在一起，）兩條鏈通過(guò)堿基配對(duì)，由氫鍵維系在一起，堿基之間具有嚴(yán)格配對(duì)規(guī)律，既堿基之間具有嚴(yán)格配對(duì)規(guī)律，既A與與T，G與與C結(jié)結(jié)合，由一條鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)決定另一條鏈。合，由一條鏈通過(guò)堿基互補(bǔ)決定另一條鏈。 5）雙螺旋形成大溝和小溝交替出現(xiàn)。）雙螺旋形成大溝和小溝交替

34、出現(xiàn)。由兩條反平行的鏈形成右手雙螺旋。由兩條反平行的鏈形成右手雙螺旋。B B型型DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式圖雙螺旋結(jié)構(gòu)模式圖堿基配對(duì)及氫鍵形成堿基配對(duì)及氫鍵形成2、穩(wěn)定、穩(wěn)定DNA雙螺旋的力：雙螺旋的力： 堿基堆積力堿基堆積力 （疏水相互作用及范德華力）（疏水相互作用及范德華力） 氫鍵氫鍵3、雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性、雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性 B-型DNA（右旋）相對(duì)濕度92%時(shí)的到的晶體 A-型DNA （右旋）相對(duì)濕度75%時(shí)的到的晶體 Z-型DNA （左旋） Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，是在相對(duì)濕度92%時(shí)所得到的DNA鈉鹽纖維，稱為B型DNA（B-DNA）。DNA的結(jié)構(gòu)

35、可受環(huán)境條件的影響，在相對(duì)濕度低于75%時(shí)獲得的DNA鈉鹽纖維，其結(jié)構(gòu)有所不同，稱為A-DNA。此外還有Z-DNA。雙螺旋雙螺旋DNADNA的結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)類型旋轉(zhuǎn)方向螺旋直徑（nm）螺距（nm）每轉(zhuǎn)堿基對(duì)數(shù)目堿基對(duì)間垂直距離（nm）堿基對(duì)與水平面傾角ADNABDNAZDNA右右左2.32.01.82.83.44.51110120.2550.340.2720074、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)DAN在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還可以產(chǎn)生三級(jí)結(jié)在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還可以產(chǎn)生三級(jí)結(jié)構(gòu)。構(gòu)。DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA分子（雙螺分子（雙螺旋）通過(guò)扭曲和折疊形成特定的構(gòu)象。超螺旋）通過(guò)扭曲和折疊形成

36、特定的構(gòu)象。超螺旋是三級(jí)結(jié)構(gòu)中一種比較常見(jiàn)的形式，在生旋是三級(jí)結(jié)構(gòu)中一種比較常見(jiàn)的形式，在生物體內(nèi)，絕大多數(shù)的物體內(nèi)，絕大多數(shù)的DNA都是以超螺旋的形都是以超螺旋的形式存在。式存在。 超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix 或或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。 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。雙螺旋方同相同。 負(fù)超螺旋負(fù)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。 絕大多數(shù)原核生物的絕大多數(shù)原核生物的DNA都

37、是共價(jià)封閉都是共價(jià)封閉的環(huán)狀雙螺旋。如果再進(jìn)一步盤繞則形的環(huán)狀雙螺旋。如果再進(jìn)一步盤繞則形成麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu)。成麻花狀的超螺旋結(jié)構(gòu)。 （1 1）原核生物）原核生物DNADNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)：的高級(jí)結(jié)構(gòu)： （2）DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝真核生物染色體由真核生物染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，和蛋白質(zhì)構(gòu)成，其基本單位是其基本單位是 核小體核小體。核小體的組成核小體的組成DNA：約約200bp 組蛋白：組蛋白：H1H2A，H2BH3H4H2AH2A、H2BH2B、H3H3和和H4H4各兩分各兩分子組成組蛋白八聚體，構(gòu)成子組成組蛋白八聚體，構(gòu)成核核心組蛋白。心組蛋白。雙螺旋雙螺

38、旋DNADNA以左以左手超螺旋的方式繞手超螺旋的方式繞核心顆粒核心顆粒1.751.75圈，圈，纏繞在纏繞在核心組蛋白核心組蛋白表面，構(gòu)成表面，構(gòu)成核心顆核心顆粒。粒。核心顆粒核心顆粒和和 連接區(qū)連接區(qū)DNADNA及附著在連接區(qū)及附著在連接區(qū)DNADNA上的上的 組蛋白組蛋白H1H1構(gòu)成構(gòu)成核小體。核小體。 真核生物染色體真核生物染色體DNA組裝不同層次的結(jié)構(gòu)組裝不同層次的結(jié)構(gòu)DNA （2nm）核小體鏈（核小體鏈（ 11nm，每個(gè)核小體每個(gè)核小體200bp）纖絲（纖絲（ 30nm，每每圈圈6個(gè)核小體）個(gè)核小體）突環(huán)（突環(huán)（ 150nm，每個(gè)突環(huán)大約每個(gè)突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（玫瑰花結(jié)（

39、 300nm ，6個(gè)個(gè)突環(huán)）突環(huán)）螺旋圈（螺旋圈（ 700nm，每每圈圈30個(gè)玫瑰花）個(gè)玫瑰花）染色體（染色體（ 1400nm， 每個(gè)染色體含每個(gè)染色體含10個(gè)螺旋圈個(gè)螺旋圈）第三節(jié)第三節(jié) 核糖核酸（核糖核酸（RNA）的結(jié)）的結(jié)構(gòu)構(gòu)一、一、RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)為直線形的多核酸鏈，四種的一級(jí)結(jié)構(gòu)為直線形的多核酸鏈，四種核糖核苷酸（核糖核苷酸（AMP、GMP、CMP、UMP）按一定的順序，通過(guò)按一定的順序，通過(guò)3，5-磷酸二酯鍵連接磷酸二酯鍵連接成不分支的多核苷酸鏈。成不分支的多核苷酸鏈。1、RNA的組成的組成 含氮堿+核糖核苷A,G,U,C +磷酸 核糖核苷酸 RNA2、R

40、NA鏈的方向鏈的方向 第一個(gè)核苷酸在5端是游離的磷酸基團(tuán)， 最后一個(gè)核苷酸在3端是一個(gè)游離的-OH， 多核苷酸鏈的方向是從 53123453二、RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) RNA是單鏈分子，但部分區(qū)域可形成雙螺是單鏈分子，但部分區(qū)域可形成雙螺旋；形成雙螺旋的區(qū)域稱為莖，不能形成旋；形成雙螺旋的區(qū)域稱為莖，不能形成雙螺旋的區(qū)域可形成突環(huán)，莖環(huán)結(jié)構(gòu)是雙螺旋的區(qū)域可形成突環(huán)，莖環(huán)結(jié)構(gòu)是RNA分子典型的特征。分子典型的特征。 （一）、（一）、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 tRNA是分子最小，但含有是分子最小，但含有稀有堿基最多稀有堿基最多的的RNA，其稀有堿基的含量可多達(dá)，其稀有堿基的含量可多達(dá)20

41、%。 tRNA是單鏈核酸，但其分子中的某些是單鏈核酸，但其分子中的某些局部局部也可形成也可形成雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu) tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)為的二級(jí)結(jié)構(gòu)為典型的三葉草結(jié)構(gòu)。如下圖：典型的三葉草結(jié)構(gòu)。如下圖：攜帶氨基酸攜帶氨基酸辨認(rèn)并結(jié)合氨基酰辨認(rèn)并結(jié)合氨基酰tRNA合成酶合成酶識(shí)別識(shí)別mRNA上的密碼上的密碼識(shí)別并結(jié)合識(shí)別并結(jié)合核蛋白體核蛋白體氨基酸臂氨基酸臂DHU臂臂反密碼臂反密碼臂可變臂可變臂T C臂臂tRNA三葉草結(jié)構(gòu)的基本特征三葉草結(jié)構(gòu)的基本特征1、在在3，端形成了以端形成了以CCA為主的單鏈區(qū)，成為氨基為主的單鏈區(qū)，成為氨基酸臂或是氨基酸接受莖。酸臂或是氨

42、基酸接受莖。2、大約有、大約有50%的核苷酸配對(duì)形成四個(gè)反向平行的的核苷酸配對(duì)形成四個(gè)反向平行的雙螺旋區(qū)，四個(gè)雙螺旋區(qū)為：氨基酸接受莖、二氫雙螺旋區(qū)，四個(gè)雙螺旋區(qū)為：氨基酸接受莖、二氫尿嘧啶莖（尿嘧啶莖（D莖）、反密碼莖、莖）、反密碼莖、TC莖。莖。3、大約有大約有50%的核苷酸不配對(duì)，分別形成四個(gè)環(huán)：的核苷酸不配對(duì)，分別形成四個(gè)環(huán)：二氫尿嘧啶環(huán)（二氫尿嘧啶環(huán)（D環(huán)）、反密碼環(huán)、可變環(huán)、環(huán)）、反密碼環(huán)、可變環(huán)、TC環(huán)環(huán)二氫尿嘧啶環(huán)主要與氨酰二氫尿嘧啶環(huán)主要與氨酰tRNA合成酶的結(jié)合有關(guān)，反合成酶的結(jié)合有關(guān)，反密碼環(huán)中部的三個(gè)堿基構(gòu)成反密碼子，與密碼環(huán)中部的三個(gè)堿基構(gòu)成反密碼子，與mRNA上的上

43、的密碼子相互識(shí)別，可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目變化很大，主密碼子相互識(shí)別，可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目變化很大，主要決定了要決定了tRNA分子的種類和大小，分子的種類和大小， TC環(huán)可能與核糖環(huán)可能與核糖體的結(jié)合有關(guān)。體的結(jié)合有關(guān)。tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)倒倒L形形（二）（二）rRNArRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 rRNA是細(xì)胞中是細(xì)胞中含量最多含量最多的的RNA，占總，占總量的量的80%。rRNA與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。 在原核生物中，在原核生物中，rRNA有三種：有三種：5S，16S，23S。其中，。其中，16S的的r

44、RNA參與構(gòu)參與構(gòu)成核蛋白體的小亞基，而成核蛋白體的小亞基，而5S和和23S的的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。 在真核生物中，在真核生物中，rRNA有四種：有四種：5S，5.8S，18S，28S。其中，。其中，18S的的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體小亞基，其余的參與構(gòu)成核蛋白體小亞基，其余的rRNA參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。參與構(gòu)成核蛋白體大亞基。 原核生物核糖體原核生物核糖體 50S 23S rRNA 31proteins 70S 5S rRNA 30S 16S rRNA 21proteins真核生物核糖體真核生物核糖體 60S 28S rRNA 49proteins 8

45、0S 5.8S rRNA 5S rRNA 40S 18S rRNA 33proteins原核生物原核生物真核生物真核生物70S50S30S23S、5S16S28S、5.8S18S80S60S40SrRNArRNArRNArRNA （三）三）mRNA mRNA是以是以DNA 為模板合成的，而為模板合成的，而mRNA又是蛋白質(zhì)合成的模板。又是蛋白質(zhì)合成的模板。 mRNA可形成局部雙螺旋結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)?？尚纬删植侩p螺旋結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞原核細(xì)胞mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 3 順?lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋硬迦腠樞虿迦腠樞虿迦腠樞虿迦腠樞蛳葘?dǎo)區(qū)先導(dǎo)區(qū)末端順序末端順序真核細(xì)胞真核

46、細(xì)胞mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)AAAAAAA-OH5 “帽子帽子”PolyA 3 順?lè)醋禹樂(lè)醋觤7G-5 ppp-N-3 p帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu) mRNA分子中帶有遺傳密碼，其功能是為分子中帶有遺傳密碼，其功能是為蛋白質(zhì)的合成提供蛋白質(zhì)的合成提供模板模板(templet)。 mRNA分子中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一分子中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一組，在蛋白質(zhì)翻譯合成時(shí)代表一個(gè)特定的組，在蛋白質(zhì)翻譯合成時(shí)代表一個(gè)特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為遺傳密碼遺傳密碼（coden)。（四）其他小分子（四）其他小分子RNARNA及及RNARNA組學(xué)組學(xué) 細(xì)胞內(nèi)不同部位存在的

47、其他種類的小分子細(xì)胞內(nèi)不同部位存在的其他種類的小分子RNA統(tǒng)稱統(tǒng)稱為為非非mRNA小小RNA（snmRNA）。 RNA組學(xué)組學(xué)主要研究細(xì)胞中主要研究細(xì)胞中snmRNA的種類、結(jié)構(gòu)的種類、結(jié)構(gòu)與功能。與功能。 snmRNA主要包括核內(nèi)小主要包括核內(nèi)小RNA（snRNA）、核仁）、核仁小小RNA（snoRNA）、胞質(zhì)?。?、胞質(zhì)小RNA（scRNA）、）、催化性小催化性小RNA、小片段干擾、小片段干擾RNA（siRNA）等。）等。 某些小分子某些小分子RNA具有催化特定具有催化特定RNA降解降解的活性，這種具有催化作用的小的活性，這種具有催化作用的小RNA被稱被稱為為核酶核酶(ribozyme)。第

48、四節(jié)第四節(jié) 核酸的性質(zhì)核酸的性質(zhì)一、核酸的兩性離解和等電點(diǎn)一、核酸的兩性離解和等電點(diǎn)與蛋白質(zhì)的性質(zhì)相似，核酸分子中既含有酸性的基與蛋白質(zhì)的性質(zhì)相似，核酸分子中既含有酸性的基團(tuán)（磷酸基），也含有堿性基團(tuán)（堿基），因而具團(tuán)（磷酸基），也含有堿性基團(tuán)（堿基），因而具有兩性性質(zhì)，和蛋白質(zhì)一樣，其離解狀態(tài)隨溶液有兩性性質(zhì)，和蛋白質(zhì)一樣，其離解狀態(tài)隨溶液PH值而改變。當(dāng)核酸分子內(nèi)的酸性解離和堿性解離程值而改變。當(dāng)核酸分子內(nèi)的酸性解離和堿性解離程度相等，所帶的正電荷與負(fù)電荷相等，既為兩性離度相等，所帶的正電荷與負(fù)電荷相等，既為兩性離子，子，此時(shí)核酸溶液的此時(shí)核酸溶液的PH值就稱為等電點(diǎn)（值就稱為等電點(diǎn)（PI

49、）。在）。在等電點(diǎn)時(shí)核酸的溶解度最小等電點(diǎn)時(shí)核酸的溶解度最小。根據(jù)核酸的兩性離解。根據(jù)核酸的兩性離解性質(zhì)，可以通過(guò)不同性質(zhì)，可以通過(guò)不同PH的緩沖溶液調(diào)節(jié)核酸的電荷的緩沖溶液調(diào)節(jié)核酸的電荷性，使核酸置于電場(chǎng)中進(jìn)行泳動(dòng)，這就是電泳。核性，使核酸置于電場(chǎng)中進(jìn)行泳動(dòng)，這就是電泳。核酸在電場(chǎng)中的移動(dòng)速率與核酸的大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)，酸在電場(chǎng)中的移動(dòng)速率與核酸的大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因而可用電泳法對(duì)核酸進(jìn)行分離和簽定。因而可用電泳法對(duì)核酸進(jìn)行分離和簽定。二、核酸的水解二、核酸的水解1）酸或堿水解）酸或堿水解 核酸中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性核酸中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷。條件下水解切斷。2）酶水解）酶水

50、解 生物體內(nèi)存在多種核酸水解酶，這些酶生物體內(nèi)存在多種核酸水解酶，這些酶可以催化核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵。水解酶的種類可以催化核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵。水解酶的種類很多，按水解的對(duì)象可以把核酸水解酶分為兩類：很多，按水解的對(duì)象可以把核酸水解酶分為兩類：作用與作用與RNA的核糖核酸酶（的核糖核酸酶（ribonuclease RNase）；作用于）；作用于DNA的稱為脫氧核糖核酸酶的稱為脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclease，DNase）。按核酸水解）。按核酸水解酶作用的方式可將其分為兩類：酶作用的方式可將其分為兩類：核酸外切酶和核酸內(nèi)切酶，外切酶從多聚核苷酸鏈核酸外切酶和核酸內(nèi)切酶，外切

51、酶從多聚核苷酸鏈的一端逐個(gè)水解切除核苷酸，內(nèi)切酶則從多聚核苷的一端逐個(gè)水解切除核苷酸，內(nèi)切酶則從多聚核苷酸鏈中間開(kāi)始，在某個(gè)位點(diǎn)切斷磷酸二酯鍵。酸鏈中間開(kāi)始，在某個(gè)位點(diǎn)切斷磷酸二酯鍵。在分子生物學(xué)最有應(yīng)用價(jià)值的是限制性內(nèi)切酶，該在分子生物學(xué)最有應(yīng)用價(jià)值的是限制性內(nèi)切酶，該酶具有很嚴(yán)格的堿基序列專一性，能特異性的水解酶具有很嚴(yán)格的堿基序列專一性，能特異性的水解核酸中的某些特定的堿基順序部位。核酸中的某些特定的堿基順序部位。三、核酸的紫外吸收三、核酸的紫外吸收核酸中的嘌呤堿和嘧啶堿具有共軛雙鍵，能強(qiáng)烈吸核酸中的嘌呤堿和嘧啶堿具有共軛雙鍵，能強(qiáng)烈吸收紫外光，因此核酸具有紫外吸收的特性。核酸對(duì)收紫外光

52、，因此核酸具有紫外吸收的特性。核酸對(duì)波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為260nm的紫外光呈現(xiàn)出最大的吸收，其吸光的紫外光呈現(xiàn)出最大的吸收，其吸光率用率用A260nm表示。它是核酸的重要性質(zhì)，表示。它是核酸的重要性質(zhì)， A260nm在在核酸的研究中很有作用：核酸的研究中很有作用：1、與蛋白質(zhì)區(qū)別：蛋白、與蛋白質(zhì)區(qū)別：蛋白質(zhì)質(zhì)的最大吸收在的最大吸收在280nm處，用檢測(cè)處，用檢測(cè)A260nm核酸，核酸，用檢測(cè)用檢測(cè)A280nm蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。2、對(duì)核酸進(jìn)行定量分析、對(duì)核酸進(jìn)行定量分析 。3、簽定核酸樣品的純度。、簽定核酸樣品的純度。 計(jì)算樣品的計(jì)算樣品的A260/A280的比值，純的的比值，純的 DNA的的A260/A280約為約為1.8，RNA為為2.0。4、作為核酸變性與復(fù)性的指標(biāo)。、作為核酸變性與復(fù)性的指標(biāo)。四、核酸的變性、復(fù)性與雜交四、核酸的變性、復(fù)性與雜交1、變性（、變性（denaturation）變性：核酸雙螺旋區(qū)因加熱、酸、堿、和低離子強(qiáng)變性：核酸雙螺旋區(qū)因加熱、酸、堿、和低離子強(qiáng)度的影響，堿基對(duì)拆離，雙鏈解開(kāi)，稱為變性度的影響，堿基