第四章核酸化學(xué)特性、結(jié)構(gòu)與功能

第四核酸的化學(xué)特性、結(jié)構(gòu)與功1第一DNA的空2一、二級(jí)結(jié)構(gòu)—雙螺旋（Double2PAGEPAGE5Chargaff不同種生物DNA（有種族特異性 (無(wú)組 特異性某一特定生物，其DNA任何生物DNA堿基 符A=T，G=C，minorgroove堿基互補(bǔ)原則：A=T，G=C，以氫鍵相連靜電負(fù)電磷酸PAGEPAGE8B型DNA：常Z型DNAZigzag特點(diǎn)：左手呈鋸齒狀表面只有一嘌呤嘧啶交功能 表達(dá)調(diào)控有三股螺旋

嘌呤核二、DNA的三級(jí)結(jié)超螺旋三、四級(jí)結(jié)構(gòu)－DNA與蛋白質(zhì)形成復(fù)合真核生物 核小體 核小 ：組蛋白八聚體H4各兩分子1.75圈DNA超螺旋2）連接區(qū)：組蛋白H120-80bpDNADNA染色質(zhì)的電鏡圖 第二節(jié)和組簡(jiǎn)介一、(gene):能編碼有功能的蛋白質(zhì)多肽二 (一 組:只有一種核酸,出 組 子子多順?lè)?三)真核生 分割開(kāi) ：內(nèi)含子Intron和外顯子單拷貝序列unique* DNA（ liteDNA第三RNA的分子結(jié)含量高，主要存在于胞漿，有三類核糖核苷酸：A、G、C、線性單可存在非標(biāo)準(zhǔn)堿基配對(duì)：G-非標(biāo)準(zhǔn)連接：2’,5’-磷酸二酯

環(huán)

局部雙螺旋（A型右手螺旋）堿基不配對(duì)—環(huán)和突起結(jié)構(gòu)發(fā)夾結(jié)構(gòu)（莖環(huán)結(jié)構(gòu)功能：①識(shí)別mRNA上 子②轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸氨基酰tRNA合成tRNA＋氨基 氨基酰 …氨基酰一個(gè)

一個(gè)氨基（一）tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)30基固能相10核糖胸腺嘧啶（rT）﹡轉(zhuǎn)錄后加④5`端pG，3`端-CCA-

加5656 56566O66 6脫 H 稀有核O4HN 4HN 261

OO4 2OO O

尿 假尿苷在tRNA、rRNA（二）tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)－4環(huán)4氨基酸臂－3`-NCCA-OH單鏈雙氫尿嘧啶雙氫尿嘧啶環(huán)含有 環(huán)－3個(gè)堿基組成 可變環(huán)－tRNA分TψC U子：5’AUC反子：5’GAU

’AUC33’UAG5

（三tRNA三級(jí)結(jié)L具有生二、信使占細(xì)胞中總RNA的功能：蛋占細(xì)胞中總RNA的(一）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)多順?lè)醋樱憾鄠€(gè)結(jié) 轉(zhuǎn)錄在一條mRNA上中間有間隔序 間隔順 蛋白蛋白蛋白ppp蛋白蛋白蛋白

3’非編碼區(qū)(一）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特SD序列原核生物mRNA5`端AUG上游一段富含嘌呤的保與16SrRNA的3’末端ACCUCCU互補(bǔ)，是翻譯中mRNA別與結(jié)合部起 mRNA

16rRNA

核糖原核生物的SD(一）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)翻蛋白半衰N N（二）真核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)特單順?lè)醋樱灰粋€(gè)結(jié) 轉(zhuǎn)錄在一條mRNA上

polyA部編碼區(qū)編碼區(qū)5’端非

AAUAAA—3’端非編碼（二）真核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)特轉(zhuǎn)錄后前體核不均一RNA（hnRNA）需加外外顯成熟mRNA成熟（二）真核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)55`5`三磷酸酯2`OH保護(hù)mRNA不被核外切（二）真核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3’polyA真核生物mRNA3’端的一段約20～250個(gè)腺苷（polyA）的序來(lái)源：轉(zhuǎn)

（＋）

× ×？

加尾應(yīng)用：提取逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生總oligoT/tRNA、

mRMA逆轉(zhuǎn)cDNA逆轉(zhuǎn)

AAAAAATTTTTTTKozak--+RNA`

GCCA G起起始真核生物的Kozak（二）真核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)特mRNA真核生物666

原核生物和真核生物mRNA結(jié)構(gòu)原核生真核多順?lè)磫雾楽D序Kozak無(wú)5`帽無(wú)3`T1/2 無(wú)稀有堿有稀有①rRNA占細(xì)胞內(nèi)總RNA的②rRNA轉(zhuǎn)錄后需加工成為成熟③成熟rRNA為單鏈局部④用沉降系數(shù)（S）表示原核生物(以大腸埃希菌為例真核生物(以小鼠肝為例1542個(gè)核1874個(gè)核苷21占總重量的33占總重量的2904個(gè)核120個(gè)核4718個(gè)核158個(gè)核苷121個(gè)核34占總重量的49占總重量的識(shí)別mRNA5Shine－Dalgarno與蛋白質(zhì)合成起始 原核生物:5srRNA真核生物

四、其它RNA分細(xì)胞核內(nèi)小分子）核仁小胞質(zhì)小分子反義RNA（RNA核酶小干擾微核內(nèi)小分子種類：U1、U2、U4、U5、（snRNA＋pr→功能：參與mRNA內(nèi)含子剪外顯外顯子外顯子 內(nèi)含子內(nèi)含子

hnRNA 核仁小分子功能：參與rRNA的加工、核糖體的組胞質(zhì)小分子7SL7SL

信號(hào)肽識(shí)別顆粒信號(hào) 信號(hào)內(nèi)質(zhì)SRPSRP反義RNA（RNA Antisense 核酶具有催化活性的RNA分子或 段Dr.Thomas Dr.Sidney小干擾RNAsiRNA mRNA降解的現(xiàn)象，屬于轉(zhuǎn) 沉默(post-transcriptionalgene2006年， 斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院安德魯·法爾（AndrewZ.Fire）馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院克雷格·梅洛（CraigC.Mello） TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine"fortheirdiscoveryofRNAinterference–genesilencingbydouble-strandedRNA"AndrewZ. CraigC.Nature,《Potentandspecificgeneticinterferencedouble-strandedRNAinCaenorhabditiselegans第一篇以“RNA干擾”命名該現(xiàn)象及闡述機(jī)制的 章功能自身防抵御及外來(lái)核酸的侵分析特定在細(xì)胞內(nèi)的功RNA干擾機(jī)1、啟動(dòng)階段dsRNA被Dicer酶逐步切割成（shortinterferingRNA）①siRNA與酶形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-inducedsilencingcomplex）②Risc的激活：siRNA雙鏈解開(kāi)③激活的Risc定位到同源mRNA上，降解該mRNARNaseIII成員－－核酸內(nèi)切酶，特異性識(shí)別并切割mechanismof微小它可以與靶mRNA結(jié)合，產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄 沉默作用microRNA的成熟

非編碼序 編碼序 pre-

成熟 microRNA與靶mRNA的作用不完全互補(bǔ)，抑制翻完全互補(bǔ)，特異性的切割mRNA（類似siRNA與靶mRNA的結(jié)合與降解 成熟目標(biāo) 抑制翻譯或切割microRNA的生理 來(lái)外組組長(zhǎng)更配嚴(yán)不嚴(yán)嚴(yán)方翻、轉(zhuǎn)錄后、翻酸的一、生物大分子：哺乳類堿基數(shù)，堿基對(duì)數(shù)鏈長(zhǎng)沉降系數(shù)測(cè)定分子大小方法：凝膠電泳，超速離心法Sanger雙脫氧末端終止法的基本原 DNA自動(dòng)序列測(cè)定的基本原DNA全自動(dòng)分析 ABIPrism?3700型全自動(dòng)

安瑪西亞DNA序列分析系統(tǒng)型MegaBACE核酸內(nèi)切酶endonuclease：工具酶