醫(yī)學(xué)CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok

核酸化學(xué)核酸化學(xué)核酸化學(xué)目的要求：掌握核酸的化學(xué)組成、一級(jí)結(jié)構(gòu)、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)熟悉RNA的結(jié)構(gòu)與功能了解核酸的理化性質(zhì)核酸化學(xué)目的要求：2教學(xué)內(nèi)容概述第一節(jié)核酸的分子組成第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容概述3核酸化學(xué)---概述核酸化學(xué)---概述核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展1868年FridrichMiescher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(cè)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)

2001年美、英等國完成人類基因組計(jì)劃基本框架核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展1868年FridrichM51916-1928-1916-

UniversityofLondon

London,GreatBritainHarvardUniversity

Cambridge,MA,USAInstituteofMolecularBiology

Cambridge,GreatBritainGreatBritainUSAGreatBritainMauriceHughFrederickWilkinsJamesDeweyWatson

FrancisHarryComptonCrick

"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19621916-1928-1916-Universit6TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965"fortheirdiscoveriesconcerninggeneticcontrolofenzymeandvirussynthesis"1910-19761902-19941920-InstitutPasteur

Paris,FranceInstitutPasteur

Paris,FranceInstitutPasteur

Paris,FranceFranceFranceFranceJacquesMonodAndreMichellwoffFrancoisJacobTheNobelPrizeinPhysiology71927-1922-1922-1993NationalInstitutesofHealth

Bethesda,MD,USAUniversityofWisconsin

Madison,WI,USACornellUniversity

Ithaca,NY,USAMarshallW.NirenbergHarGobindKhoranaRobertW.HolleyTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1968"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"1927-1922-1922-1993Natio8核酸的分類及分布

分布于細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等。分布于胞核、胞液。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)遺傳信息表達(dá)、調(diào)控。某些病毒以RNA為遺傳信息載體。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸核酸的分類及分布分布于細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等9核酸化學(xué)

第一節(jié)---分子組成核酸化學(xué)

第一節(jié)---分子組成核酸的分子組成核酸的基本組成單位是核苷酸(nucleotide)DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸堿基戊糖磷酸核苷酸核苷核酸。核酸的分子組成核酸的基本組成單位是核苷酸(nucleoti11嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNARNA核苷酸的結(jié)構(gòu)每種核酸都含有四種堿基嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶12堿基嘌呤（purine）腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基嘌呤（purine）腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤13堿基嘧啶（pyrimidine

）胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)堿基嘧啶（pyrimidine）胞嘧啶(cytosine14堿基五種堿基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亞氨基的互變異構(gòu)。這兩種異構(gòu)體的平衡關(guān)系受介質(zhì)酸堿環(huán)境的影響堿基五種堿基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亞氨基的互變異構(gòu)。這15戊糖（構(gòu)成RNA）核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)戊糖（構(gòu)成RNA）核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核16核苷堿基和核糖（或脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷(nucleoside)（或脫氧核苷）核苷堿基和核糖（或脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷(nucl17核苷酸（脫氧核苷酸）核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP糖苷鍵核苷酸（脫氧核苷酸）核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酯鍵連接形成核18多磷酸核苷酸NMP，NDP，NTP多磷酸核苷酸NMP，NDP，NTP19環(huán)化核苷酸cAMP，cGMPNNNNNH2OOOHOHHHCH2HOPHOOcGMP環(huán)化核苷酸cAMP，cGMPNNNNNH2OOOHOHHHC20稀有堿基嘌呤衍生物——次黃嘌呤(I)、黃嘌呤(X)、1-甲基次黃嘌呤、N2、N2-二甲基鳥嘌呤。嘧啶衍生物——5-甲基胞嘧啶、5-羥甲基胞嘧啶、二氫尿嘧啶、4-巰尿嘧啶都是基本堿基的化學(xué)修飾型稀有堿基嘌呤衍生物——次黃嘌呤(I)、黃嘌呤(X)、1-甲基21核苷酸的功能核苷酸是核酸的合成原料核苷酸直接為生命活動(dòng)提供能量(ATP)核苷酸衍生物是生物合成中的活化中間產(chǎn)物

腺苷酸構(gòu)成酶的輔助因子（FAD,NAD,CoA）核苷酸參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(cAMP,cGMP)核苷酸參與代謝調(diào)節(jié)（AMP/GMP別構(gòu)調(diào)節(jié)）核苷酸的功能核苷酸是核酸的合成原料22核酸化學(xué)

第二節(jié)---分子結(jié)構(gòu)核酸化學(xué)

第二節(jié)---分子結(jié)構(gòu)本節(jié)內(nèi)容核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)RNA的種類和分子結(jié)構(gòu)本節(jié)內(nèi)容核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)24核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義：核酸中核苷酸的組成及其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核苷酸之間以3,5-磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸核酸具有方向性5---3

核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義：核酸中核苷酸的組成及其排列順序253',5'-磷酸二酯鍵3',5'-磷酸二酯鍵26核酸的方向性核酸的方向性27主鏈與側(cè)鏈主鏈與側(cè)鏈28核酸的書寫方法核酸的書寫方法29核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性重復(fù)序列正向重復(fù)（repeat)反向重復(fù)（回文序列）鏡象重復(fù)（mirrorrepeat)高度重復(fù)序列（highrepetivesequence,sateliteDNA，SSR):

中度重復(fù)序列（middlerepetitivesequence):低拷貝重復(fù)：genefamily單拷貝序列（singlecopysequence):gene富含AT的序列核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性重復(fù)序列30回文序列鏡象重復(fù)回文結(jié)構(gòu)/鏡像重復(fù)回文序列鏡象重復(fù)回文結(jié)構(gòu)/鏡像重復(fù)31HairpinHairpin32CruciformCruciform33Triplehelix嘧啶-嘌呤-嘧啶（Y·RY）型三螺旋：T·AT和C+·GC，其專一性體現(xiàn)在T對(duì)AT，質(zhì)子化的C對(duì)GC的識(shí)別，鏈3和鏈2的堿基以兩個(gè)Hoogsteen氫鍵配對(duì)，不影響鏈1和鏈2間的相互作用。Triplehelix嘧啶-嘌呤-嘧啶（Y·RY）型三螺旋34TriplehelixY·RY型三螺旋也包括三鏈復(fù)合物G·TA、T·CG和X·GC（X=A、G、T）。在G·TA三螺旋中，第三條G鏈的糖環(huán)構(gòu)象采取N型，而其他的兩條鏈上的糖環(huán)構(gòu)象大部分是S型。在T·CG三螺旋中，堿基T和C之間僅以一個(gè)氫鏈相連。在Y·RY型分子內(nèi)三螺旋X·GC（X=A、G、T）中，第二條鏈和第三條鏈的堿基之間都是以一條或兩條氫鍵相連。這些三螺旋不同于典型的T·AT和C·GC三螺旋，氫鍵配對(duì)沒有嚴(yán)格的限制。TriplehelixY·RY型三螺旋也包括三鏈復(fù)合物G·35DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)Franklin,RosalindElsieWatson：主要從事動(dòng)物學(xué)的研究Crick：數(shù)學(xué)和物理學(xué)家Franklin：主要從事X射線的DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)Franklin,RosalindEls36DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景堿基組成分析（Chargaff規(guī)則）：A=T,G=C;A+G=T+CDNA堿基組成有物種特異性；無組織特異性DNA堿基組成相當(dāng)保守，不隨年齡、環(huán)境等變化堿基的理化數(shù)據(jù)分析（WatsonandCrick）A-T、G-C以氫鍵配對(duì)較合理DNA纖維的X-線衍射圖譜分析（Franklin）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景堿基組成分析（Chargaff規(guī)37DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋。螺旋直徑2nm，表面有大溝和小溝。2.磷酸-脫氧核糖骨架位于螺旋外側(cè)，堿基垂直于螺旋軸而伸入內(nèi)側(cè)。每圈螺旋含10個(gè)堿基對(duì)(bp)，螺距為3.4nm。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸38堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行393.兩條鏈通過堿基間的氫鍵相連，A對(duì)T有兩個(gè)氫鍵，C對(duì)G有三個(gè)氫鍵，這種A-T、C-G配對(duì)的規(guī)律，稱為堿基互補(bǔ)規(guī)則。4.維持雙螺旋穩(wěn)定的因素：橫向?yàn)闅滏I，縱向?yàn)閴A基間的堆積力。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)3.兩條鏈通過堿基間的氫鍵相連，A對(duì)T有兩個(gè)氫鍵，C對(duì)G有40堿基互補(bǔ)配對(duì)TAGC堿基互補(bǔ)配對(duì)TAGC41[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok42DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNA43DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)環(huán)狀DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（DNA再盤繞）分類：正超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同負(fù)超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方同相反

意義：DNA超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓?fù)鋵W(xué)變化及其調(diào)控對(duì)于DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用真核生物的核酸-蛋白結(jié)構(gòu)核小體DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)環(huán)狀DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（DNA再盤繞）44DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)負(fù)超螺旋（自然界常見）環(huán)狀DNA分子DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)負(fù)超螺旋（自然界常見45DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)真核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)核小體（nucleosome）核小體的組成：DNA：約200bp

組蛋白:H1H2A，H2BH3H4DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)真核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)46串珠狀核小體結(jié)構(gòu)串珠狀核小體結(jié)構(gòu)47DNA分子結(jié)構(gòu)組裝模型DNA分子結(jié)構(gòu)組裝模型48DNA的功能DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)肺炎球菌感染小鼠（DNA）噬菌體侵染細(xì)菌（DNA）DNA的功能DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)49[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok50[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok51RNA的種類與功能RNA的種類與功能52mRNA的結(jié)構(gòu)與功能hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNA*mRNA成熟過程

外顯子(exon)mRNA的結(jié)構(gòu)與功能hnRNA內(nèi)含子mRNA*53mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5′末端帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-3′末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polyA)結(jié)構(gòu)，稱為多聚A尾mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5′末端帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-54帽子結(jié)構(gòu)m7GOCH3base帽子結(jié)構(gòu)m7GOCH3base55mRNA結(jié)構(gòu)與功能帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移mRNA的穩(wěn)定性翻譯起始的調(diào)控mRNA的功能：蛋白質(zhì)合成的模板mRNA結(jié)構(gòu)與功能帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能56轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)與功能tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含有較多的稀有堿基3′末端為—CCA-OH5′末端大多數(shù)為G由70~90個(gè)核苷酸組成轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)與功能tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)57稀有堿基稀有堿基58tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂額外環(huán)三葉草形5′tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂額外環(huán)三葉草形5′59*tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——倒L形*tRNA的功能活化、搬運(yùn)氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。*tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)*tRNA的功能60*rRNA的結(jié)構(gòu) ----莖環(huán)結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的功能參與組成核糖體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所，具有催化功能。*rRNA的結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的功能61核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個(gè)核苷酸18S1874個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸28S5.8S5S4718個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例62其他小分子RNA結(jié)構(gòu)及功能。

NoncodingRNAs(ncRNAs)ineukaryotesSmallRNA(sRNA)inbacteriaSmallnuclearRNAs(snRNAs):mRNA剪接SmallnucleolarRNAs(snoRNAs):參與rRNA成熟加工MicroRNA(miRNA):

knockdown調(diào)控功能SmalltemporalRNAs(stRNAs):SmallinterferingRNAs(siRNAs):

knockdown調(diào)控功能RNAinterference(RNAi)GuideRNAs(gRNAs):RNA編輯tRNA/mRNA(tmRNA):參與破損mRNA蛋白質(zhì)合成的終止Ribozyme:催化活性RNA病毒:攜帶遺傳信息Xist:調(diào)控X染色體活性其他小分子RNA結(jié)構(gòu)及功能。NoncodingRNAs63是研究細(xì)胞中RNome的種類、結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。同一生物體內(nèi)不同種類的細(xì)胞、同一細(xì)胞在不同時(shí)間、不同狀態(tài)下RNAs的表達(dá)具有時(shí)間和空間特異性。RNA組學(xué)(RNomics)RNomics是研究細(xì)胞中RNome的種類、結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。同一生物體內(nèi)64核酸化學(xué)

第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸化學(xué)

第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸的一般理化性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性；DNA是線性高分子，粘度極大；在260nm波長(zhǎng)有最大吸收峰，是由堿基的共軛雙鍵決定的。這一特性常用作核酸的定性、定量分析。核酸的一般理化性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性；66各種堿基的UV吸收光譜（pH7.0）各種堿基的UV吸收光譜（pH7.0）67核酸光吸收特性的應(yīng)用DNA或RNA的定量OD260=1.0相當(dāng)于50g/ml雙鏈DNA40g/ml單鏈DNA（或RNA）20g/ml寡核苷酸判斷核酸樣品的純度DNA純品:OD260/OD280=1.8RNA純品:OD260/OD280=2.0核酸光吸收特性的應(yīng)用DNA或RNA的定量68DNA的變性(denaturation)定義：dsDNA解鏈成ssDNA過程本質(zhì)：DNA雙鏈間氫鍵的斷裂變性因素：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等變性后理化性質(zhì)的主要改變：OD260增高（增色效益）粘度下降DNA的變性(denaturation)定義：dsDNA解鏈69DNA變性DNA變性70DNA的紫外吸收光譜增色效應(yīng)DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象DNA的紫外吸收光譜增色效應(yīng)DNA變性時(shí)其溶液OD260增高71

Tm：紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度(meltingtemperature,Tm)。其大小與G+C含量成正比。解鏈溫度（Tm）Tm：紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解72DNA復(fù)性(renaturation)--退火(annealing)定義:ssDNA通過堿基互補(bǔ)形成dsDNA過程本質(zhì)：DNA雙鏈間氫鍵的重新形成復(fù)性因素：除去引起變性的因素（緩慢）變性后理化性質(zhì)的主要改變：OD260降低（減色效益）粘度上升DNA復(fù)性(renaturation)--退火(anne73核酸分子雜交(hybridization)定義：異源互補(bǔ)的核苷酸序列通過堿基配對(duì)形成穩(wěn)定的雜合雙鏈分子DNA分子的過程稱為雜交本質(zhì)：堿基配對(duì)種類：Southernblot(DNA)Northernblot(RNA)Westernblot(Pr–Pr)ISH(RNA)核酸分子雜交(hybridization)定義：異源互補(bǔ)的核74變性復(fù)性復(fù)性變性復(fù)性復(fù)性75核酸分子雜交的應(yīng)用分子生物學(xué)中廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、突變及SNP等研究如：基因copy數(shù)分析、基因表達(dá)分析、突變sscp分析等臨床診斷細(xì)菌、病毒、寄生蟲檢測(cè)，診斷人類基因組工程遺傳圖譜的構(gòu)建，DNA測(cè)序，表達(dá)圖譜法醫(yī)學(xué)及親子鑒定中的應(yīng)用疑犯的鑒定、親子鑒定等腫瘤各種腫瘤檢測(cè)其他……核酸分子雜交的應(yīng)用分子生物學(xué)中廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、突變及SN76核酸分子雜交的應(yīng)用Southernblot應(yīng)用DNA指紋分析血跡中的DNA核酸分子雜交的應(yīng)用Southernblot應(yīng)用血跡中的D77核酸分子雜交的應(yīng)用FISH分析基因原位表達(dá)核酸分子雜交的應(yīng)用FISH分析基因原位表達(dá)78第十二章核苷酸代謝第十二章核苷酸代謝本章大綱要求掌握：核苷酸從頭合成的成環(huán)原料、基 本階段及特點(diǎn)，嘌呤核苷酸分解代謝 終產(chǎn)物及其臨床意義熟悉：臨床常見核苷酸抗代謝物及其作 用機(jī)理。了解：核苷酸的合成代謝和分解代謝過 程，核酸的消化與吸收。本章大綱要求掌握：核苷酸從頭合成的成環(huán)原料、基 本階80核苷酸代謝核苷酸抗代謝物抗腫瘤藥物篩選核苷酸分解戊糖堿基磷酸嘌呤（AGXI）分解嘧啶（TUC）分解核苷酸合成從頭合成途徑補(bǔ)救途徑嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸核苷酸代謝核苷酸抗代謝物抗腫瘤藥物篩選核苷酸分解戊糖堿基磷酸81核苷酸的消化與吸收（小腸）食物核蛋白核酸PrBaseBase核苷酸的消化與吸收（小腸）食物核酸PrBaseBase82核苷酸的分解代謝嘌呤堿基的分解部位：肝、小腸、腎分解簡(jiǎn)單過程及終產(chǎn)物（尿酸）核苷酸的分解代謝嘌呤堿基的分解83特點(diǎn)：嘌呤環(huán)不被打破；產(chǎn)物不易溶于水。特點(diǎn)：嘌呤環(huán)不被打破；產(chǎn)物不易溶于水。84正常人血漿尿酸含量0.12～0.36mmol/L（2－6mg%)。由于嘌呤代謝異常，使尿酸生成增多，血尿酸增加（>0.48mmol/L），難溶的尿酸鹽晶體沉積于關(guān)節(jié)、軟骨、腎等處，導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾病等。臨床用別嘌呤醇（結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤相似）抑制(黃嘌呤氧化酶)尿酸生成治療痛風(fēng)癥。痛風(fēng)癥（gout）正常人血漿尿酸含量0.12～0.36mmol/L（85核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸的分解部位：主要在肝臟終產(chǎn)物：C／Uβ-丙氨酸、NH3、CO2Tβ-氨基異丁酸、NH3、CO2特點(diǎn)：嘧啶環(huán)被徹底打破，產(chǎn)物易溶于水核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸的分解86β－丙氨酸β-氨基異丁酸CO2CO2NH3NH3胞嘧啶胸腺嘧啶β－丙氨酸β-氨基異丁酸CO2CO2NH3NH3胞嘧啶胸腺87核苷酸的合成代謝從頭合成途徑（denovopathway）定義：利用5-磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和CO2，通過連續(xù)酶促反應(yīng)合成核苷酸器官：肝臟、小腸、胸腺補(bǔ)救途徑（salvagepathway）定義：直接利用體內(nèi)的堿基和5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）通過簡(jiǎn)單反應(yīng)合成核苷酸器官：腦、骨髓核苷酸的合成代謝從頭合成途徑（denovopathway88嘌呤核苷酸的生物合成從頭合成途徑特點(diǎn)嘌呤環(huán)上的原子分別來自Gln、Asp、Gly、CO2和一碳單位嘌呤環(huán)是在5-磷酸核糖焦磷酸上逐步形成過程先合成IMP，再由IMP轉(zhuǎn)變成AMP或GMP嘌呤核苷酸的生物合成從頭合成途徑89嘌呤環(huán)的原子來源嘌呤環(huán)的原子來源90[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok91[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok92腺嘌呤+PRPPAMP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶+PPi核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤+PRPP（次黃嘌呤或黃嘌呤）(IMP.XMP)+PPi次黃嘌呤或黃嘌呤GMP嘌呤核苷酸的合成補(bǔ)救途徑腺嘌呤+PRPPAMP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶+PPi核糖93嘧啶核苷酸的合成代謝從頭合成特點(diǎn)嘧啶環(huán)上原子來自Gln、Asp和CO2先合成嘧啶環(huán)再與PRPP縮合成UMP過程先合成UMP再轉(zhuǎn)化為CTP和dTMP嘧啶核苷酸的合成代謝從頭合成94嘧啶環(huán)的原子來源嘧啶環(huán)的原子來源95CTPCH2=FH4Gln-NH2CTPCTPCH2=FH4Gln-NH2CTP96PRPPUMPUMP尿嘧啶尿苷尿苷磷酸化酶UMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶核糖-1-PPi尿苷激酶ATPADP+PPi嘧啶核苷酸的合成代謝補(bǔ)救途徑PRPPUMPUMP尿嘧啶尿苷尿苷磷酸化酶UMP磷酸核糖97NTP的合成NTP是合成RNA的原料NMPNDPATPADPNTPATPADP一磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶NTP的合成NTP是合成RNA的原料NMPNDPATPADP98脫氧核苷酸（dNTP）的合成dNTP是合成DNA的原料，脫氧核苷酸由NADPH2+供氫，在NDP水平上由核糖核苷酸還原酶（變構(gòu)酶）催化進(jìn)行脫氧核苷酸（dNTP）的合成dNTP是合成DNA的原料，脫氧99核苷酸抗代謝物（antimetabolite）抗代謝物：是指在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與正常代謝物結(jié)構(gòu)相似，具有競(jìng)爭(zhēng)性阻抑其正常代謝過程的物質(zhì)，大多屬于競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑嘌呤核苷酸的抗代謝物：葉酸、氨基酸、嘌呤堿基類似物葉酸：氨基蝶呤、氨甲蝶呤Gln：雜環(huán)絲氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸嘌呤堿基：6-巰基嘌呤（6-MP）與次黃嘌呤相似從而抑制IMP合成核苷酸抗代謝物（antimetabolite）抗代謝物：是指100核苷酸抗代謝物（antimetabolite）嘧啶核苷酸的抗代謝物：葉酸、氨基酸、嘧啶堿基類似物，作用機(jī)制與嘌呤相似嘌呤堿基：5-氟脲嘧啶（5-FU）體內(nèi)經(jīng)磷酸化（5-FdUMP/5-FdUTP）后抑制dNTP的合成核糖類似物（如阿糖胞苷）可抑制CDP脫氧其他的核苷酸類似物（如臨床上抗HIV藥物如DDI、DDC、AZT可作為假底物參與核酸合成）核苷酸抗代謝物（antimetabolite）嘧啶核苷酸的抗1011NNONH21'2'OHOOHHHHCH2OHH阿糖胞苷Ara-C1NNONH21'2'OOHOHHHHCH2OHH胞嘧啶核苷C1NNONH21'2'OHHHHHCH2OHH雙脫氧胞嘧啶DDC1NNONH21'2'OHOOHHHHCH2OHH阿糖胞苷A102核酸化學(xué)核酸化學(xué)核酸化學(xué)目的要求：掌握核酸的化學(xué)組成、一級(jí)結(jié)構(gòu)、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)熟悉RNA的結(jié)構(gòu)與功能了解核酸的理化性質(zhì)核酸化學(xué)目的要求：104教學(xué)內(nèi)容概述第一節(jié)核酸的分子組成第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容概述105核酸化學(xué)---概述核酸化學(xué)---概述核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展1868年FridrichMiescher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(cè)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)

2001年美、英等國完成人類基因組計(jì)劃基本框架核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進(jìn)展1868年FridrichM1071916-1928-1916-

UniversityofLondon

London,GreatBritainHarvardUniversity

Cambridge,MA,USAInstituteofMolecularBiology

Cambridge,GreatBritainGreatBritainUSAGreatBritainMauriceHughFrederickWilkinsJamesDeweyWatson

FrancisHarryComptonCrick

"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19621916-1928-1916-Universit108TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965"fortheirdiscoveriesconcerninggeneticcontrolofenzymeandvirussynthesis"1910-19761902-19941920-InstitutPasteur

Paris,FranceInstitutPasteur

Paris,FranceInstitutPasteur

Paris,FranceFranceFranceFranceJacquesMonodAndreMichellwoffFrancoisJacobTheNobelPrizeinPhysiology1091927-1922-1922-1993NationalInstitutesofHealth

Bethesda,MD,USAUniversityofWisconsin

Madison,WI,USACornellUniversity

Ithaca,NY,USAMarshallW.NirenbergHarGobindKhoranaRobertW.HolleyTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1968"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"1927-1922-1922-1993Natio110核酸的分類及分布

分布于細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等。分布于胞核、胞液。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)遺傳信息表達(dá)、調(diào)控。某些病毒以RNA為遺傳信息載體。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸核酸的分類及分布分布于細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等111核酸化學(xué)

第一節(jié)---分子組成核酸化學(xué)

第一節(jié)---分子組成核酸的分子組成核酸的基本組成單位是核苷酸(nucleotide)DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸堿基戊糖磷酸核苷酸核苷核酸。核酸的分子組成核酸的基本組成單位是核苷酸(nucleoti113嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNARNA核苷酸的結(jié)構(gòu)每種核酸都含有四種堿基嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶114堿基嘌呤（purine）腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基嘌呤（purine）腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤115堿基嘧啶（pyrimidine

）胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)堿基嘧啶（pyrimidine）胞嘧啶(cytosine116堿基五種堿基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亞氨基的互變異構(gòu)。這兩種異構(gòu)體的平衡關(guān)系受介質(zhì)酸堿環(huán)境的影響堿基五種堿基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亞氨基的互變異構(gòu)。這117戊糖（構(gòu)成RNA）核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)戊糖（構(gòu)成RNA）核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核118核苷堿基和核糖（或脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷(nucleoside)（或脫氧核苷）核苷堿基和核糖（或脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷(nucl119核苷酸（脫氧核苷酸）核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP糖苷鍵核苷酸（脫氧核苷酸）核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酯鍵連接形成核120多磷酸核苷酸NMP，NDP，NTP多磷酸核苷酸NMP，NDP，NTP121環(huán)化核苷酸cAMP，cGMPNNNNNH2OOOHOHHHCH2HOPHOOcGMP環(huán)化核苷酸cAMP，cGMPNNNNNH2OOOHOHHHC122稀有堿基嘌呤衍生物——次黃嘌呤(I)、黃嘌呤(X)、1-甲基次黃嘌呤、N2、N2-二甲基鳥嘌呤。嘧啶衍生物——5-甲基胞嘧啶、5-羥甲基胞嘧啶、二氫尿嘧啶、4-巰尿嘧啶都是基本堿基的化學(xué)修飾型稀有堿基嘌呤衍生物——次黃嘌呤(I)、黃嘌呤(X)、1-甲基123核苷酸的功能核苷酸是核酸的合成原料核苷酸直接為生命活動(dòng)提供能量(ATP)核苷酸衍生物是生物合成中的活化中間產(chǎn)物

腺苷酸構(gòu)成酶的輔助因子（FAD,NAD,CoA）核苷酸參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(cAMP,cGMP)核苷酸參與代謝調(diào)節(jié)（AMP/GMP別構(gòu)調(diào)節(jié)）核苷酸的功能核苷酸是核酸的合成原料124核酸化學(xué)

第二節(jié)---分子結(jié)構(gòu)核酸化學(xué)

第二節(jié)---分子結(jié)構(gòu)本節(jié)內(nèi)容核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)RNA的種類和分子結(jié)構(gòu)本節(jié)內(nèi)容核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)126核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義：核酸中核苷酸的組成及其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核苷酸之間以3,5-磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸核酸具有方向性5---3

核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義：核酸中核苷酸的組成及其排列順序1273',5'-磷酸二酯鍵3',5'-磷酸二酯鍵128核酸的方向性核酸的方向性129主鏈與側(cè)鏈主鏈與側(cè)鏈130核酸的書寫方法核酸的書寫方法131核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性重復(fù)序列正向重復(fù)（repeat)反向重復(fù)（回文序列）鏡象重復(fù)（mirrorrepeat)高度重復(fù)序列（highrepetivesequence,sateliteDNA，SSR):

中度重復(fù)序列（middlerepetitivesequence):低拷貝重復(fù)：genefamily單拷貝序列（singlecopysequence):gene富含AT的序列核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的不均一性重復(fù)序列132回文序列鏡象重復(fù)回文結(jié)構(gòu)/鏡像重復(fù)回文序列鏡象重復(fù)回文結(jié)構(gòu)/鏡像重復(fù)133HairpinHairpin134CruciformCruciform135Triplehelix嘧啶-嘌呤-嘧啶（Y·RY）型三螺旋：T·AT和C+·GC，其專一性體現(xiàn)在T對(duì)AT，質(zhì)子化的C對(duì)GC的識(shí)別，鏈3和鏈2的堿基以兩個(gè)Hoogsteen氫鍵配對(duì)，不影響鏈1和鏈2間的相互作用。Triplehelix嘧啶-嘌呤-嘧啶（Y·RY）型三螺旋136TriplehelixY·RY型三螺旋也包括三鏈復(fù)合物G·TA、T·CG和X·GC（X=A、G、T）。在G·TA三螺旋中，第三條G鏈的糖環(huán)構(gòu)象采取N型，而其他的兩條鏈上的糖環(huán)構(gòu)象大部分是S型。在T·CG三螺旋中，堿基T和C之間僅以一個(gè)氫鏈相連。在Y·RY型分子內(nèi)三螺旋X·GC（X=A、G、T）中，第二條鏈和第三條鏈的堿基之間都是以一條或兩條氫鍵相連。這些三螺旋不同于典型的T·AT和C·GC三螺旋，氫鍵配對(duì)沒有嚴(yán)格的限制。TriplehelixY·RY型三螺旋也包括三鏈復(fù)合物G·137DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)Franklin,RosalindElsieWatson：主要從事動(dòng)物學(xué)的研究Crick：數(shù)學(xué)和物理學(xué)家Franklin：主要從事X射線的DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)Franklin,RosalindEls138DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景堿基組成分析（Chargaff規(guī)則）：A=T,G=C;A+G=T+CDNA堿基組成有物種特異性；無組織特異性DNA堿基組成相當(dāng)保守，不隨年齡、環(huán)境等變化堿基的理化數(shù)據(jù)分析（WatsonandCrick）A-T、G-C以氫鍵配對(duì)較合理DNA纖維的X-線衍射圖譜分析（Franklin）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景堿基組成分析（Chargaff規(guī)139DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋。螺旋直徑2nm，表面有大溝和小溝。2.磷酸-脫氧核糖骨架位于螺旋外側(cè)，堿基垂直于螺旋軸而伸入內(nèi)側(cè)。每圈螺旋含10個(gè)堿基對(duì)(bp)，螺距為3.4nm。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸140堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行1413.兩條鏈通過堿基間的氫鍵相連，A對(duì)T有兩個(gè)氫鍵，C對(duì)G有三個(gè)氫鍵，這種A-T、C-G配對(duì)的規(guī)律，稱為堿基互補(bǔ)規(guī)則。4.維持雙螺旋穩(wěn)定的因素：橫向?yàn)闅滏I，縱向?yàn)閴A基間的堆積力。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)3.兩條鏈通過堿基間的氫鍵相連，A對(duì)T有兩個(gè)氫鍵，C對(duì)G有142堿基互補(bǔ)配對(duì)TAGC堿基互補(bǔ)配對(duì)TAGC143[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok144DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNA145DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)環(huán)狀DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（DNA再盤繞）分類：正超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同負(fù)超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方同相反

意義：DNA超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓?fù)鋵W(xué)變化及其調(diào)控對(duì)于DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用真核生物的核酸-蛋白結(jié)構(gòu)核小體DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)環(huán)狀DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（DNA再盤繞）146DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)負(fù)超螺旋（自然界常見）環(huán)狀DNA分子DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)負(fù)超螺旋（自然界常見147DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)真核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)核小體（nucleosome）核小體的組成：DNA：約200bp

組蛋白:H1H2A，H2BH3H4DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)真核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)148串珠狀核小體結(jié)構(gòu)串珠狀核小體結(jié)構(gòu)149DNA分子結(jié)構(gòu)組裝模型DNA分子結(jié)構(gòu)組裝模型150DNA的功能DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)肺炎球菌感染小鼠（DNA）噬菌體侵染細(xì)菌（DNA）DNA的功能DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)151[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok152[醫(yī)學(xué)]CH5Gangan生化課件核酸化學(xué)和核苷酸代謝ok153RNA的種類與功能RNA的種類與功能154mRNA的結(jié)構(gòu)與功能hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNA*mRNA成熟過程

外顯子(exon)mRNA的結(jié)構(gòu)與功能hnRNA內(nèi)含子mRNA*155mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5′末端帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-3′末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polyA)結(jié)構(gòu)，稱為多聚A尾mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5′末端帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-156帽子結(jié)構(gòu)m7GOCH3base帽子結(jié)構(gòu)m7GOCH3base157mRNA結(jié)構(gòu)與功能帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移mRNA的穩(wěn)定性翻譯起始的調(diào)控mRNA的功能：蛋白質(zhì)合成的模板mRNA結(jié)構(gòu)與功能帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能158轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)與功能tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含有較多的稀有堿基3′末端為—CCA-OH5′末端大多數(shù)為G由70~90個(gè)核苷酸組成轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)與功能tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)159稀有堿基稀有堿基160tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂額外環(huán)三葉草形5′tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸臂額外環(huán)三葉草形5′161*tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——倒L形*tRNA的功能活化、搬運(yùn)氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。*tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)*tRNA的功能162*rRNA的結(jié)構(gòu) ----莖環(huán)結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的功能參與組成核糖體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所，具有催化功能。*rRNA的結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的功能163核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個(gè)核苷酸18S1874個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸28S5.8S5S4718個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例164其他小分子RNA結(jié)構(gòu)及功能。

NoncodingRNAs(ncRNAs)ineukaryotesSmallRNA(sRNA)inbacteriaSmallnuclearRNAs(snRNAs):mRNA剪接SmallnucleolarRNAs(snoRNAs):參與rRNA成熟加工MicroRNA(miRNA):

knockdown調(diào)控功能SmalltemporalRNAs(stRNAs):SmallinterferingRNAs(siRNAs):

knockdown調(diào)控功能RNAinterference(RNAi)GuideRNAs(gRNAs):RNA編輯tRNA/mRNA(tmRNA):參與破損mRNA蛋白質(zhì)合成的終止Ribozyme:催化活性RNA病毒:攜帶遺傳信息Xist:調(diào)控X染色體活性其他小分子RNA結(jié)構(gòu)及功能。NoncodingRNAs165是研究細(xì)胞中RNome的種類、結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。同一生物體內(nèi)不同種類的細(xì)胞、同一細(xì)胞在不同時(shí)間、不同狀態(tài)下RNAs的表達(dá)具有時(shí)間和空間特異性。RNA組學(xué)(RNomics)RNomics是研究細(xì)胞中RNome的種類、結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。同一生物體內(nèi)166核酸化學(xué)

第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸化學(xué)

第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸的一般理化性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性；DNA是線性高分子，粘度極大；在260nm波長(zhǎng)有最大吸收峰，是由堿基的共軛雙鍵決定的。這一特性常用作核酸的定性、定量分析。核酸的一般理化性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性；168各種堿基的UV吸收光譜（pH7.0）各種堿基的UV吸收光譜（pH7.0）169核酸光吸收特性的應(yīng)用DNA或RNA的定量OD260=1.0相當(dāng)于50g/ml雙鏈DNA40g/ml單鏈DNA（或RNA）20g/ml寡核苷酸判斷核酸樣品的純度DNA純品:OD260/OD280=1.8RNA純品:OD260/OD280=2.0核酸光吸收特性的應(yīng)用DNA或RNA的定量170DNA的變性(denaturation)定義：dsDNA解鏈成ssDNA過程本質(zhì)：DNA雙鏈間氫鍵的斷裂變性因素：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等變性后理化性質(zhì)的主要改變：OD260增高（增色效益）粘度下降DNA的變性(denaturation)定義：dsDNA解鏈171DNA變性DNA變性172DNA的紫外吸收光譜增色效應(yīng)DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象DNA的紫外吸收光譜增色效應(yīng)DNA變性時(shí)其溶液OD260增高173

Tm：紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度(meltingtemperature,Tm)。其大小與G+C含量成正比。解鏈溫度（Tm）Tm：紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解174DNA復(fù)性(renaturation)--退火(annealing)定義:ssDNA通過堿基互補(bǔ)形成dsDNA過程本質(zhì)：DNA雙鏈間氫鍵的重新形成復(fù)性因素：除去引起變性的因素（緩慢）變性后理化性質(zhì)的主要改變：OD260降低（減色效益）粘度上升DNA復(fù)性(renaturation)--退火(anne175核酸分子雜交(hybridization)定義：異源互補(bǔ)的核苷酸序列通過堿基配對(duì)形成穩(wěn)定的雜合雙鏈分子DNA分子的過程稱為雜交本質(zhì)：堿基配對(duì)種類：Southernblot(DNA)Northernblot(RNA)Westernblot(Pr–Pr)ISH(RNA)核酸分子雜交(hybridization)定義：異源互補(bǔ)的核176變性復(fù)性復(fù)性變性復(fù)性復(fù)性177核酸分子雜交的應(yīng)用分子生物學(xué)中廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、突變及SNP等研究如：基因copy數(shù)分析、基因表達(dá)分析、突變sscp分析等臨床診斷細(xì)菌、病毒、寄生蟲檢測(cè)，診斷人類基因組工程遺傳圖譜的構(gòu)建，DNA測(cè)序，表達(dá)圖譜法醫(yī)學(xué)及親子鑒定中的應(yīng)用疑犯的鑒定、親子鑒定等腫瘤各種腫瘤檢測(cè)其他……核酸分子雜交的應(yīng)用分子生物學(xué)中廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、突變及SN178核酸分子雜交的應(yīng)用Southernblot應(yīng)用DNA指紋分析血跡中的DNA核酸分子雜交的應(yīng)用Southernblot應(yīng)用血跡中的D179核酸分子雜交的應(yīng)用FISH分析基因原位表達(dá)核酸分子雜交的應(yīng)用FISH分析基因原位表達(dá)180第十二章核苷酸代謝第十二章核苷酸代謝本章大綱要求掌握：核苷酸從頭合成的成環(huán)原料、基 本階段及特點(diǎn)，嘌呤核苷酸分解代謝 終產(chǎn)物及其臨床意義熟悉：臨床常見核苷酸抗代謝物及其作 用機(jī)理。了解：核苷酸的合成代謝和分解代謝過 程，核酸的消化與吸收。本章大綱要求掌握：核苷酸從頭合成的成環(huán)原料、基 本階182核苷酸代謝核苷酸抗代謝物抗腫瘤藥物篩選核苷酸分解戊糖堿基磷酸嘌呤（AGXI）分解嘧啶（TUC）分解核苷酸合成從頭合成途徑補(bǔ)救途徑嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸核苷酸代謝核苷酸抗代謝物抗腫瘤藥物篩選核苷酸分解戊糖堿基磷酸183核苷酸的消化與吸收（小腸）食物核蛋白核酸PrBaseBase核苷酸的消化與吸收（小腸）食物核