第十二章核酸生物化學

一、核酸概㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡史1868 青年科學家MiescherF.在外科繃帶濃的細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)明了從酵母和動物組織 不含蛋白質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世紀末~20世紀 、Kossel等人分離、鑒定了堿基，前者獲1902化學后者于1910年獲 生理或醫(yī)學獎1912年，LeveneP.A.提出? 四核苷酸假說?，核酸由四種等量核苷酸聚合20世紀40年代，顯微紫外分光光度法、組織化學法、亞細胞單位的分離化學分析法的應用， ?四核苷酸假說?，證明核酸的度特異性。Chargafff ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡DNA雙螺旋結構模研究基礎：核酸化學結構知識；Chargaff規(guī)律；Wilkins等得到DNAX衍射圖及數(shù)據(jù)。蛋白質α-螺旋結。1953Watson和Crick提。 ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡分子生物學研究迅猛發(fā)1956年Kornberg發(fā)現(xiàn)DNA聚合1958Crick1961年JacobM.提 子學說,并假設了mRNA的功1965年Holley測定了酵母丙氨酸t(yī)RNA1966年Nirenberg1970年TeminBaltimore1970sDNA ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡分子生物學研究年R.,MizunoT.發(fā)現(xiàn)反義R.發(fā)現(xiàn) ㈠核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡史⒋人 工作量，經過各國科學家的多年努力，已取得巨大的成就，2003-4-14

年月 功 結 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 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胞核內，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 二核酸的結 構二、核酸的結構堿核核磷

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核酸的共價結構核酸中核苷酸的連接DNA通過35’–磷酸RNA通過35’–磷酸工 工NucleotidesLinkedbyPhosphodiesterAkindofphospho-Akindofphospho-PP P O-O-O

4 4 P P

㈡核酸的共價結構寫方5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ

㈢DNA⒈DNA組成的ChargaffA=T；G=C；A+C=G+T；結果說明：A與T；G與C ⑴Watson-Crick

食品科學 DNA雙螺旋的結構手螺—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有十個核苷酸一周高度 ④堿基互補配對:AT形成兩個氫鍵;GC形成三個氫 ④堿基互補配對:AT形成兩個氫鍵;GC形成三個氫 ④堿基互補配對:AT形成兩個氫鍵;GC形成三個氫 堿基對，其參數(shù)與堿基序列旋槳葉片狀結構，成為螺旋槳狀， AB型和Z型B型比較適中，右手螺旋，相對濕75%狀態(tài)以上外觀特征的出現(xiàn)由其分子結 氫鍵：堿基間和螺旋外堿基堆積陽離子或帶正電荷化三股螺旋、四股螺旋均 ⒊DNA的三級結 形成的超螺旋和折超螺形成的前提⑴環(huán)狀DNA三級結張力可使分子發(fā) 雙螺螺旋旋閉閉合分子子扭曲負正超超螺螺旋 拓撲異構酶：改變DNA的L拓撲異構酶I：超螺旋DNA轉變弛型DNA，每次催化消除螺旋，L增加拓撲異構酶II：松弛型DNA轉變 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結構的特 ㈣核糖核酸(RNA)的高級結⒉tRNA由70～90個核苷酸組成，轉運氨基酸、蛋白質合成起錄、代謝 表達調控中起著重要的作用①堿基5`末端作為pGor ㈣核糖核酸(RNA)的高級結⒉tRNA②二氫尿嘧啶環(huán)：8～12核苷酸，兩③反 ㈣核糖核酸(RNA)的高級結⒉tRNA的高級結 ㈣核糖核酸(RNA)的高級結⒊⑴成四級結構 ㈣核糖核酸(RNA)的高級結⒊結⑵四級結構 ㈠核酸的水解 ㈠核酸的水解⒉RNADNA磷酸酯鍵對原因：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內切酶①牛胰核糖核酸酶 ㈠核酸的水解⒊酶水解⑵內切酶②核糖核酸酶產物：3’-鳥苷酸；或以3’-鳥苷酸結尾的寡核苷酸。③核糖核酸酶產物：3’ ㈠核酸的水解⒊⑵內切酶 ㈠核酸的水解⒊酶水解⑶限制性內切酶1979年流感 菌迅速降解外源限制內切酶的作用，能降解外源、具有高度專一性，識別雙鏈特定的位點，將兩條鏈切開成粘C、用 結構分析的分析、 Palindrome,RestrictionEnzyme,StickyArber,Nathans,SmithCIVIC,StickyEndsCIVIC,

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

鳥嘌呤和次黃嘌㈡核酸的酸堿性質 ㈡核酸的酸堿性質⒋核苷酸解離曲線。 ㈡核酸的酸堿性質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大于1.8,純應達到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,ε(P)值降低，稱減色效 ㈣核酸的變性、復性及雜交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、復性及雜交⒈變⑶變性的特點 ㈣核酸的變性、復性及雜交⒈⑷影響①異質②；；

㈣核酸的變性、復性及雜交⒈變性⑷影響 離子強度較高的介質中值較高 溶解溫度范圍較 ㈣核酸的變性、復性及雜交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、復性及雜交 ㈣核酸的變性、復性及雜交、⑴概念：不同來源的分子，經熱變性后，在冷卻復性過程中，異源核酸分子間通過堿基配對形成雜交分子，稱核酸、確定 拷貝數(shù)量關系圖、遺傳與進化的關系 HybridizationofNucleic

㈠核酸的分離、提純和定量測定白 法：氯仿和酚是蛋白質變性劑，使蛋白質沉淀而與核酸分開；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 細胞懸液倍體積去除 ㈠核酸的分離、提純和定量測定⒉⑴為防止②加入強變性劑和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測定方⑴定磷法⑵定糖法戊糖---→糠醛＋地衣酚＋三氯化鐵---→綠色---⑶