第十二章核酸生物化學(xué)

一、核酸概㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史1868 青年科學(xué)家MiescherF.在外科繃帶濃的細(xì)胞核中分離了一種含量很高的酸性化合物稱為核素1889年AltmannR.發(fā)明了從酵母和動(dòng)物組織 不含蛋白質(zhì)的核酸的方法首次提出了核酸的名1894年KosselA. an 從胸腺 核酸的方1894年HammarsO.證明了酵母核酸中的糖是1909年LeveneP.A.和JacobsW.A.年證明酵母核酸中戊糖是D-核糖，1929年明胸腺核酸中糖為2-脫氧-D-核糖19世紀(jì)末~20世紀(jì) 、Kossel等人分離、鑒定了堿基，前者獲1902化學(xué)后者于1910年獲 生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1912年，LeveneP.A.提出? 四核苷酸假說(shuō)?，核酸由四種等量核苷酸聚合20世紀(jì)40年代，顯微紫外分光光度法、組織化學(xué)法、亞細(xì)胞單位的分離化學(xué)分析法的應(yīng)用， ?四核苷酸假說(shuō)?，證明核酸的度特異性。Chargafff ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模研究基礎(chǔ)：核酸化學(xué)結(jié)構(gòu)知識(shí)；Chargaff規(guī)律；Wilkins等得到DNAX衍射圖及數(shù)據(jù)。蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)。1953Watson和Crick提。 ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)分子生物學(xué)研究迅猛發(fā)1956年Kornberg發(fā)現(xiàn)DNA聚合1958Crick1961年JacobM.提 子學(xué)說(shuō),并假設(shè)了mRNA的功1965年Holley測(cè)定了酵母丙氨酸t(yī)RNA1966年Nirenberg1970年TeminBaltimore1970sDNA ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)分子生物學(xué)研究年R.,MizunoT.發(fā)現(xiàn)反義R.發(fā)現(xiàn) ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史⒋人 工作量，經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的多年努力，已取得巨大的成就，2003-4-14

年月 功 結(jié) ㈡核酸的種類別和分脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸核核糖核酸核糖體RNA（rRNA）：不定， 白結(jié) 其他小 ㈡核酸的種類別和分⑴原核生物集中于真核生物存在于細(xì)胞核內(nèi)，組 ；線粒體、葉綠體亦含有DNA，多以環(huán)狀、雙鏈或線形雙鏈存在，也有線形單 ㈡核酸的種類別和分明顯差別。 ㈢核酸的生物功 ㈢核酸的生物功1952年Hersey& ㈢核酸的生物功⒉RNA功能的多樣 二、核酸的結(jié) 二核酸的結(jié) 構(gòu)二、核酸的結(jié)構(gòu)堿核核磷

BasicStructureofNucleic

Triphosphate

CytosinPyrimidineUracilRibose, 核核苷

NucleosideNucleotide(Adenosinemonophosphate, ⑵嘧啶

稀有堿基大部分都是甲基化堿基，tRNA稀有堿基約占代謝過(guò)程中的堿次黃嘌 黃嘌呤 尿

2-甲基腺苷2-O-甲基腺苷

pA:5’-腺苷Ap：3’-腺苷 苷核苷酸包括核苷酸二磷酸、核苷酸三磷 pppA ㈡核酸的共價(jià)結(jié)構(gòu)核酸中核苷酸的連接DNA通過(guò)35’–磷酸RNA通過(guò)35’–磷酸工 工NucleotidesLinkedbyPhosphodiesterAkindofphospho-Akindofphospho-PP P O-O-O

4 4 P P

㈡核酸的共價(jià)結(jié)構(gòu)寫方5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ

㈢DNA⒈DNA組成的ChargaffA=T；G=C；A+C=G+T；結(jié)果說(shuō)明：A與T；G與C ⑴Watson-Crick

食品科學(xué) DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)手螺—戊糖、磷酸3`、5`磷酸二酯鍵連接平行于軸縱，大溝寬1.2nm深0.85nm;小溝寬③直徑：2nm，二相鄰堿基高度0.34nm二核苷酸夾角36有十個(gè)核苷酸一周高度 ④堿基互補(bǔ)配對(duì):AT形成兩個(gè)氫鍵;GC形成三個(gè)氫 ④堿基互補(bǔ)配對(duì):AT形成兩個(gè)氫鍵;GC形成三個(gè)氫 ④堿基互補(bǔ)配對(duì):AT形成兩個(gè)氫鍵;GC形成三個(gè)氫 堿基對(duì)，其參數(shù)與堿基序列旋槳葉片狀結(jié)構(gòu)，成為螺旋槳狀， AB型和Z型B型比較適中，右手螺旋，相對(duì)濕75%狀態(tài)以上外觀特征的出現(xiàn)由其分子結(jié) 氫鍵：堿基間和螺旋外堿基堆積陽(yáng)離子或帶正電荷化三股螺旋、四股螺旋均 ⒊DNA的三級(jí)結(jié) 形成的超螺旋和折超螺形成的前提⑴環(huán)狀DNA三級(jí)結(jié)張力可使分子發(fā) 雙螺螺旋旋閉閉合分子子扭曲負(fù)正超超螺螺旋 拓?fù)洚悩?gòu)酶：改變DNA的L拓?fù)洚悩?gòu)酶I：超螺旋DNA轉(zhuǎn)變弛型DNA，每次催化消除螺旋，L增加拓?fù)洚悩?gòu)酶II：松弛型DNA轉(zhuǎn)變 DNA被高度的壓縮組裝到有限的空間，可 ⑴ ⑶真核生物 ㈣核糖核酸(RNA)⒈RNA結(jié)構(gòu)的特 ㈣核糖核酸(RNA)的高級(jí)結(jié)⒉tRNA由70～90個(gè)核苷酸組成，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、蛋白質(zhì)合成起錄、代謝 表達(dá)調(diào)控中起著重要的作用①堿基5`末端作為pGor ㈣核糖核酸(RNA)的高級(jí)結(jié)⒉tRNA②二氫尿嘧啶環(huán)：8～12核苷酸，兩③反 ㈣核糖核酸(RNA)的高級(jí)結(jié)⒉tRNA的高級(jí)結(jié) ㈣核糖核酸(RNA)的高級(jí)結(jié)⒊⑴成四級(jí)結(jié)構(gòu) ㈣核糖核酸(RNA)的高級(jí)結(jié)⒊結(jié)⑵四級(jí)結(jié)構(gòu) ㈠核酸的水解 ㈠核酸的水解⒉RNADNA磷酸酯鍵對(duì)原因：RNA核糖上2’-OH ㈠核酸的水解㈠核酸的水解⒊ ㈠核酸的水解㈠核酸的水解⒊⑴外切酶 ㈠核酸的水解⒊⑵內(nèi)切酶①牛胰核糖核酸酶 ㈠核酸的水解⒊酶水解⑵內(nèi)切酶②核糖核酸酶產(chǎn)物：3’-鳥苷酸；或以3’-鳥苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。③核糖核酸酶產(chǎn)物：3’ ㈠核酸的水解⒊⑵內(nèi)切酶 ㈠核酸的水解⒊酶水解⑶限制性內(nèi)切酶1979年流感 菌迅速降解外源限制內(nèi)切酶的作用，能降解外源、具有高度專一性，識(shí)別雙鏈特定的位點(diǎn)，將兩條鏈切開成粘C、用 結(jié)構(gòu)分析的分析、 Palindrome,RestrictionEnzyme,StickyArber,Nathans,SmithCIVIC,StickyEndsCIVIC,

GetAnAppleTGetAnAppleToThe ㈡核酸的酸堿性質(zhì)嘧啶和嘌呤化合物雜環(huán)中的氮和取代基具有結(jié)合和釋放質(zhì)子胞嘧 腺嘌尿嘧啶

鳥嘌呤和次黃嘌㈡核酸的酸堿性質(zhì) ㈡核酸的酸堿性質(zhì)⒋核苷酸解離曲線。 ㈡核酸的酸堿性質(zhì)⒌核酸的滴定曲線 ㈢核酸的紫外吸收堿基的共軛雙鍵決定了核酸有紫外吸的比值應(yīng)大于1.8,純應(yīng)達(dá)到A）20μg/mL寡核苷酸 ㈢核酸的紫外吸收求出摩爾吸光系數(shù)εP

εP 30.98W單核苷酸εP)值大于單鏈單鏈核苷酸εP ε(P)值增時(shí),ε(P)值降低，稱減色效 ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交⒈變⑴概念：雙螺旋區(qū)氫鍵⑵引起變性的因①溫度的升②堿酸改③尿素 等變性 ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交⒈變⑶變性的特點(diǎn) ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交⒈⑷影響①異質(zhì)②；；

㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交⒈變性⑷影響 離子強(qiáng)度較高的介質(zhì)中值較高 溶解溫度范圍較 ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交⒈變性⑤螺旋區(qū)較少,變性螺旋區(qū)較多,變性值較高，雙鏈類似于 ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交 ㈣核酸的變性、復(fù)性及雜交、⑴概念：不同來(lái)源的分子，經(jīng)熱變性后，在冷卻復(fù)性過(guò)程中，異源核酸分子間通過(guò)堿基配對(duì)形成雜交分子，稱核酸、確定 拷貝數(shù)量關(guān)系圖、遺傳與進(jìn)化的關(guān)系 HybridizationofNucleic

㈠核酸的分離、提純和定量測(cè)定白 法：氯仿和酚是蛋白質(zhì)變性劑，使蛋白質(zhì)沉淀而與核酸分開；①苯酚抽提，去蛋白，用乙醚和乙醇沉淀得到A②用氯仿-辛醇（或異丙醇）離心后分為兩相：上層水相含⑵蛋白酶水解法 細(xì)胞懸液倍體積去除 ㈠核酸的分離、提純和定量測(cè)定⒉⑴為防止②加入強(qiáng)變性劑和⑵分離方法①酸性胍鹽/苯酚/氯仿抽提②胍鹽氯化銫密度梯度離心③分離 ⒊測(cè)定方⑴定磷法⑵定糖法戊糖---→糠醛＋地衣酚＋三氯化鐵---→綠色---⑶