核酸的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)課件

1、 1第 二 章核酸的結(jié)構(gòu)和功能核酸：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。 2核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展 1868年 Fridrich Miescher從膿細(xì)胞中提取“核素” 1944年 Avery等人證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)1953年 Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1968年 Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年 Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 測序方法1985年 Mullis發(fā)明PCR 技術(shù)1990年 美國啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃(HGP) 1994年 中國人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)2001年 美、英等國完成

2、人類基因組計(jì)劃基本框架 3二、核酸的分類及分布 90%以上分布于細(xì)胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等。分布于胞核、胞液。( DNA)(RNA)脫氧核糖核酸 核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細(xì)胞和個(gè)體的基因型(genotype)。參與細(xì)胞內(nèi)DNA遺傳信息的表達(dá)。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。 4核酸的化學(xué)組成 1. 元素組成: C、H、O、N、P（910%）2. 分子組成 堿基：嘌呤堿，嘧啶堿 戊糖：核糖，脫氧核糖 磷酸第一節(jié)核酸的化學(xué)組成及一級結(jié)構(gòu)一、核苷酸的結(jié)構(gòu) 5兩類核酸的基本化學(xué)組成比較 嘌呤堿 腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤 (A) 鳥嘌呤 (G) 鳥嘌呤 (G) 嘧啶堿 胞嘧啶

3、 (C) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶 (U)堿基戊糖D-2-脫氧核糖 D-核糖酸磷酸 磷酸DNA RNA 6嘌呤腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)堿 基 7嘧啶胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T) 8戊 糖（構(gòu)成RNA）12345核糖（構(gòu)成DNA）脫氧核糖 9核苷：AR, GR, UR, CR脫氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 核苷的形成堿基和核糖（脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷（脫氧核苷）。11 10核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脫氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷

4、酸）。 11體內(nèi)重要的游離核苷酸及其衍生物含核苷酸的生物活性物質(zhì)： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP 環(huán)化核苷酸: cAMP，cGMPAMPADPATPcAMPNADP+NAD+ 12二、核酸的一級結(jié)構(gòu)定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。5端3端CGA 135端3端 核苷酸的連接 核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CGA 14A G P5 P T PG PC PT P OH 3 書寫方法5 pApGpTpGpCpT-OH 3 5 A G T G C T 3 15RNA

5、 的 一 級 結(jié) 構(gòu)與DNA的差別在于：1、戊糖是核糖而非脫氧核糖2、嘧啶成分是胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），無胸腺嘧啶（T） 核酸分子的大小常用堿基數(shù)目或堿基對數(shù)目來表示。核酸片段RNA-DNA 雜化分子DNA分子 60三、DNA的復(fù)性與分子雜交 變性的DNA在去除變性因素并處于適當(dāng)?shù)臈l件下，彼此分離的雙鏈又可重新結(jié)合恢復(fù)天然的雙螺旋結(jié)構(gòu)這一過程稱為復(fù)性。1.概念2. 復(fù)性速度受溫度的影響熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程稱為退火。 61復(fù)性后DNA分子性質(zhì)一系列的理化性質(zhì)隨即恢復(fù)d. 生物活性部分恢復(fù)a. 260nm處的紫外吸收值下降b. 粘度上升c. 浮力、密度降低（減色效應(yīng)）

6、62在DNA變性后的復(fù)性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關(guān)系，在適宜的條件（溫度及離子強(qiáng)度）下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈。這種雜化雙鏈可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成。這種現(xiàn)象稱為核酸分子雜交。核酸分子雜交 63 64DNA-DNA雜交雙鏈分子變性 復(fù)性 不同來源的DNA分子 65 66 核酸分子雜交的應(yīng)用（1）研究DNA分子中某一種基因的位置（2）確定兩種核酸分子間的序列相似性（3）檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否（4）是基因芯片技術(shù)的基礎(chǔ) 可發(fā)生雜交的核酸分子(1)兩條同源的DNA鏈(2)兩條同源的RNA鏈(3)一條DNA鏈一條RNA鏈 67核酸酶是指所有可以水解核酸的酶依據(jù)底物不同分類DNA酶：專一降解DNA。RNA酶：專一降解RNA。依據(jù)切割部位不同核酸內(nèi)切酶：分為限制性核酸內(nèi)切酶和非特異性限制性核酸內(nèi)切酶。核酸外切酶：53或35核酸外切酶。第 五 節(jié) 核 酸 酶 68參與DNA的合成與修復(fù)及RNA合成后的剪接等重要基因復(fù)制和基因表達(dá)過程 負(fù)責(zé)清除多余的、結(jié)構(gòu)和功能異常的核酸，同時(shí)也可以清除侵入細(xì)胞的外源性核酸 在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 體外重組DNA