生物化學(xué)重點(diǎn)-第二章 核酸化學(xué)

xxx公司文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度第二章核酸化學(xué)一、核酸的化學(xué)組成：1.含氮堿：參與核酸和核苷酸構(gòu)成的含氮堿主要分為嘌呤堿和嘧啶堿兩大類。組成核苷酸的嘧啶堿主要有三種——尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它們都是嘧啶的衍生物。組成核苷酸的嘌呤堿主要有兩種——腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G），它們都是嘌呤的衍生物。2.戊糖：核苷酸中的戊糖主要有兩種，即β-D-核糖與β-D-2-脫氧核糖，由此構(gòu)成的核苷酸也分為核糖核苷酸與脫氧核糖核酸兩大類。3.核苷：核苷是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。由“稀有堿基”所生成的核苷稱為“稀有核苷”。如：假尿苷（ψ）二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名：核苷酸是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括核糖核苷酸和脫氧核糖核酸兩大類。核苷酸又可按其在5’位縮合的磷酸基的多少，分為一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。此外，生物體內(nèi)還存在一些特殊的環(huán)核苷酸，常見的為環(huán)一磷酸腺苷（cAMP）和環(huán)一磷酸鳥苷（cGMP），它們通常是作為激素作用的第二信使。核苷酸通常使用縮寫符號(hào)進(jìn)行命名。第一位符號(hào)用小寫字母d代表脫氧，第二位用大寫字母代表堿基，第三位用大寫字母代表磷酸基的數(shù)目，第四位用大寫字母P代表磷酸。三、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵連接起來形成的不含側(cè)鏈的多核苷酸長(zhǎng)鏈化合物就稱為核酸。核酸具有方向性，5’-位上具有自由磷酸基的末端稱為5’-端，3’-位上具有自由羥基的末端稱為3’-端。DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四種脫氧核糖核苷酸所組成。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指DNA分子中脫氧核糖核苷酸的排列順序及連接方式。RNA由AMP，GMP，CMP，UMP四種核糖核苷酸組成。四、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是Watson和Crick兩位科學(xué)家于1953年提出來的一種結(jié)構(gòu)模型，其主要實(shí)驗(yàn)依據(jù)是Chargaff研究小組對(duì)DNA的化學(xué)組成進(jìn)行的分析研究，即DNA分子中四種堿基的摩爾百分比為A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff原則），以及由Wilkins研究小組完成的DNA晶體X線衍射圖譜分析。天然DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)以B型為主，其結(jié)構(gòu)特征為：①為右手雙螺旋，兩條鏈以反平行方式排列；②主鏈位于螺旋外側(cè)，堿基位于內(nèi)側(cè)；③兩條鏈間存在堿基互補(bǔ)，通過氫鍵連系，且A-T、G-C（堿基互補(bǔ)原則）；④螺旋的穩(wěn)定因素為氫鍵和堿基堆砌力；⑤螺旋的螺距為3.4nm，10堿基為一個(gè)螺旋。五、DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)：雙螺旋的DNA分子進(jìn)一步盤旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu)稱為DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)原核生物的DNA都是共價(jià)封閉的環(huán)狀雙螺旋，其三級(jí)結(jié)構(gòu)呈麻花狀。六、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能：RNA分子的種類較多，分子大小變化較大，功能多樣化。RNA通常以單鏈存在，但也可形成局部的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1.mRNA的結(jié)構(gòu)與功能：mRNA是單鏈核酸，其在真核生物中的初級(jí)產(chǎn)物稱為HnRNA。大多數(shù)真核成熟的mRNA分子具有典型的5’-端的7-甲基鳥苷三磷酸（m7G）帽子結(jié)構(gòu)和3’2.tRNA的結(jié)構(gòu)與功能：tRNA是分子最小，但含有稀有堿基最多的RNA。tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)由于局部雙螺旋的形成而表現(xiàn)為“三葉草”形，故稱為“三葉草”結(jié)構(gòu)，可分為：①氨基酸臂：3’-端都帶有-CCA-順序，可與氨基酸結(jié)合而攜帶氨基酸。②DHU臂/環(huán)：含有二氫尿嘧啶核苷。③反密碼臂/環(huán)：其反密碼環(huán)中部的三個(gè)核苷酸組成三聯(lián)體，在蛋白質(zhì)生物合成中，可以用來識(shí)別mRNA上相應(yīng)的密碼，故稱為反密碼（anticoden）。④TψC臂/環(huán)：含保守的TψC順序。⑤可變環(huán)。3.rRNA的結(jié)構(gòu)與功能：rRNA是細(xì)胞中含量最多的RNA，可與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。原核生物中的rRNA有三種：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA有四種：5S，5.8S，18S，28S。七、核酶：具有自身催化作用的RNA稱為核酶（ribozyme）。八、核酸的一般理化性質(zhì)：核酸具有酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰為260nm。九、DNA的變性：是指核酸分子中氫鍵斷裂，雙螺旋解開，變成無規(guī)則卷曲的過程，這種現(xiàn)象稱為DNA的變性。引起DNA變性的因素主要有：①高溫，②強(qiáng)酸強(qiáng)堿，③有機(jī)溶劑等。增色效應(yīng)：指DNA變性后對(duì)260nm紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象。加熱DNA溶液，使其對(duì)260nm紫外光的吸收度突然增加。消光值A(chǔ)260達(dá)到最大值一半時(shí)的溫度稱熔解溫度（Tm）。Tm的高低與DNA分子中G+C的含量有關(guān)，G+C的含量越高，則Tm越高。十、DNA的復(fù)性與分子雜交：將變性DNA經(jīng)退火處理，使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，稱為DNA的復(fù)性。