核酸化學(xué)的教案

核酸化學(xué)的教案第1頁/共182頁核蛋白磷酸核苷堿基戊糖蛋白質(zhì)

核酸是由幾十個(gè)甚至幾千萬個(gè)核苷酸聚合而成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的大分子化合物。核酸→核苷酸第2頁/共182頁一、核酸的概念和重要性

（一）核酸的概念

核酸英文名nucleicacid（NA）

1868年瑞士F.Miescher（米歇爾）發(fā)現(xiàn)了核酸。第3頁/共182頁（二）核酸的重要性

第4頁/共182頁二、核酸的類別、分布和組成

（一）類別

nucleicacidribonucleicacid,RNAdeoxyribonucleicacid,DNA第5頁/共182頁（二）分布

第6頁/共182頁（三）組成

1．堿基（base）：又稱含氮堿（1）嘧啶堿（pyrimidine,Py）第7頁/共182頁第8頁/共182頁（2）嘌呤堿（purine,Pu）其它嘌呤（核酸的代謝產(chǎn)物）：黃嘌呤、次黃嘌呤、尿酸等第9頁/共182頁（3）修飾堿基（modifiedbase）：也稱稀有堿基（minorbase）第10頁/共182頁（4）堿基的性質(zhì)①一般的物理性質(zhì)②互變異構(gòu)現(xiàn)象uracil酮式uracil烯醇式第11頁/共182頁③堿基的紫外吸收最大吸收峰在260nm附近第12頁/共182頁④堿基的解離第13頁/共182頁第14頁/共182頁2．戊糖（pentose）（1）結(jié)構(gòu)β-D-核糖β-D-2-脫氧核糖β-D-2-O-甲基核糖第15頁/共182頁（2）性質(zhì)①氧化反應(yīng)第16頁/共182頁②堿水解2′-核苷酸3′-核苷酸混合物第17頁/共182頁③顏色反應(yīng)D-核糖＋濃HCl＋綠色（苔黑酚法）FeCl3D-2-脫氧核糖＋藍(lán)色（二苯胺法）H+第18頁/共182頁3．磷酸（phosphoricacid）第19頁/共182頁三、核苷、核苷酸

（一）核苷（nucleoside）

1．核苷的結(jié)構(gòu)核苷：含N苷，β-苷第20頁/共182頁核苷中戊糖與堿基的連接方式：

腺嘌呤核苷（adenosine）胞嘧啶脫氧核苷（deoxycytidne）第21頁/共182頁第22頁/共182頁核苷核糖核苷（核苷）：A、G、C、U脫氧核糖核苷（脫氧核苷）：dA、dG、dC、dT命名，簡寫符號天然核苷：一般為反式構(gòu)象第23頁/共182頁2．修飾核苷（modifiednucleoside）：也稱稀有核苷（minornucleoside）修飾核苷包括三種情況:（1）由修飾堿基和糖組成的核苷（2）由非修飾堿基和2-O-甲基核糖組成的核苷（3）由堿基與糖連接方式特殊的核苷第24頁/共182頁（1）（2）第25頁/共182頁（3）(ψ)第26頁/共182頁

還有一些核苷，它們的堿基不是嘌呤環(huán)，但可把它們看作是鳥苷的衍生物，如Y核苷、Q核苷。第27頁/共182頁修飾核苷的簡寫符號

少數(shù)修飾核苷用單字符號如D、ψ、I；但大多數(shù)修飾核苷是將堿基取代基、取代位置和取代數(shù)目寫在核苷單字符號的左邊，用小寫英文字母代表取代基。第28頁/共182頁取代基用下列小寫英文字母表示:甲基m乙?；鵤c氨基n甲硫基ms羥基o或h硫基s異戊烯基i羧基c第29頁/共182頁例：第30頁/共182頁注意：例:2’-O-甲基腺苷Am

含修飾核糖的核苷即2’-O-甲基核苷的表示方法，在核苷符號的右下方注上一個(gè)小寫m。第31頁/共182頁3．核苷的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)（2）互變異構(gòu)現(xiàn)象（3）紫外吸收：OD260↑（4）兩性解離AdeACytCGuaGpKa4.13.634.44.13.31.6第32頁/共182頁（二）核苷酸（nucleotide,Nt）1．核苷酸的結(jié)構(gòu)（1）（核糖）核苷酸（ribonucleotide）：

第33頁/共182頁2’，3’，5’一核糖核苷酸(2′-AMP)(3′-AMP)(5′-AMP)第34頁/共182頁第35頁/共182頁3’，5’一脫氧核糖核苷酸Deoxyadenosine3’-monphosphate(3’-dAMP)Deoxyadenosine5’-monphosphate(5’-dAMP)（2）脫氧（核糖）核苷酸（deoxyribonucleotide）：第36頁/共182頁第37頁/共182頁2．核苷酸的性質(zhì)（1）一般物理性質(zhì)（2）互變異構(gòu)現(xiàn)象（3）紫外吸收第38頁/共182頁第39頁/共182頁4種單核苷酸吸收光譜的標(biāo)準(zhǔn)比值250/260280/260290/2602.07.02.07.02.07.05’-CMP0.460.842.100.991.550.305’-AMP0.850.800.220.150.030.0035’-UMP0.740.730.380.400.030.035’-GMP1.221.150.680.680.400.28光密度比值pH核苷酸

第40頁/共182頁A260：樣品在260nm處的吸收值E260：所測核苷酸的摩爾消光系數(shù)C：核苷酸樣品的濃度（mg/ml）核苷酸(mg)=×Mr×N×V第41頁/共182頁胞嘧啶核苷酸的解離（4）核苷酸的兩性解離和等電點(diǎn)第42頁/共182頁4種核苷酸的解離曲線第43頁/共182頁可在pH2.0～5.0之間分離各種核苷酸pH3.5時(shí)各核苷酸所帶電荷核苷酸磷酸基電荷堿基的電荷凈電荷AMP-1+0.54-0.46GMP-1+0.05-0.95CMP-1+0.84-0.16UMP-1+0-1第44頁/共182頁（三）核苷酸的重要衍生物1．ATP類的高能磷酸化合物AMPADPATP第45頁/共182頁第46頁/共182頁2．環(huán)狀核苷酸第47頁/共182頁細(xì)胞內(nèi):ATPcAMP+PPi磷酸二酯酶5′-AMP腺苷酸環(huán)化酶（AC）

第48頁/共182頁3．核苷多磷酸類第49頁/共182頁四、DNA的結(jié)構(gòu)

（一）DNA的一級結(jié)構(gòu)

1．DNA分子中核苷酸的連接方式第50頁/共182頁RNA第51頁/共182頁簡寫方法：線條式、文字式第52頁/共182頁2．DNA分子中核苷酸的排列順序英國Sanger1975年加減法，1977年末端終止法美國Maxam和Gilbert1977年化學(xué)斷裂法第53頁/共182頁（1）酶法（雙脫氧法、末端終止法）第54頁/共182頁第55頁/共182頁（2）化學(xué)法（化學(xué)斷裂法）

利用多核苷酸激酶將32P標(biāo)記在DNA的5’末端，用特異的化學(xué)試劑修飾DNA分子中的不同堿基，然后用特異的試劑在特異的地方斷裂，產(chǎn)生長短不同的DNA片段，再進(jìn)行電泳，放射自顯影，即可讀出DNA序列。第56頁/共182頁（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)

1．提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的根據(jù)（1）x-光衍射分析20世紀(jì)40年代Astbury1952年M.Wilkins第57頁/共182頁第58頁/共182頁（2）DNA堿基組成的定量分析20世紀(jì)40年代chargaff規(guī)則①DNA堿基組成有種的特異性，但沒有組織、器官特異性。②A=T；G=C；A+G=T+C第59頁/共182頁2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型（double-helicalstructure）1953年Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。第60頁/共182頁（3）堿基、糖、磷酸的位置。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：（1）兩條反向平行的多核苷酸鏈，右手雙螺旋。（4）雙螺旋的直徑，螺距。（2）大溝（深溝）小溝（淺溝）第61頁/共182頁（5）堿基配對（6）堿基的序列第62頁/共182頁穩(wěn)定DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵（1）互補(bǔ)堿基對之間的氫鍵（2）堿基堆積力（base-stackingforces）（3）磷酸基上的負(fù)電荷與介質(zhì)中的陽離子之間形成的離子鍵第63頁/共182頁3．DNA雙螺旋的種類WatsonCrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（B型DNA）

當(dāng)DNA鈉鹽纖維相對濕度和鹽的種類改變時(shí)，DNA的構(gòu)象發(fā)生改變。不同DNA纖維的空間結(jié)構(gòu)類型結(jié)晶狀態(tài)ANa鹽，相對濕度75%時(shí)結(jié)晶BNa鹽，相對濕度92%時(shí)結(jié)晶C鋰鹽，相對濕度66%時(shí)結(jié)晶第64頁/共182頁A-DNA：與B-DNA相同處：與B-DNA不同點(diǎn):（1）螺體寬而短，直徑2.55nm；11個(gè)核苷酸一圈，螺距2.46nm。（2）堿基的傾角大一些：傾角19o。A-DNA：RNA分子中的雙螺旋區(qū)；DNA-RNA雜交分子。

A-DNA和B-DNA之間可以相互轉(zhuǎn)換，推測在轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA分子發(fā)生B→A的轉(zhuǎn)變。

反向的兩條多核苷酸鏈，右手螺旋。第65頁/共182頁C型DNA的一些數(shù)據(jù)與B型DNA很相似。C-DNA：第66頁/共182頁4．DNA雙螺旋的研究進(jìn)展（1）Z-DNA1979年美國A·Rich等人發(fā)現(xiàn)了左旋DNA（左手DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)）晶體X-光衍射分析d(CpGpCpGpCp-Gp)第67頁/共182頁Z-DNA的特點(diǎn)第68頁/共182頁第69頁/共182頁Z-DNA的生物功能：與基因表達(dá)、基因調(diào)控有關(guān)。第70頁/共182頁（2）三螺旋DNA第71頁/共182頁（3）四螺旋DNA第72頁/共182頁DNA雙鏈線狀雙鏈環(huán)狀單鏈線狀：動物病毒MVM單鏈環(huán)狀：噬菌體φX174真核細(xì)胞染色體DNA噬菌體T2，T5，T7，λ，P22

E-Coli染色體DNA線粒體DNA葉綠體DNA多瘤病毒DNA，病毒SV40DNA噬菌體λ和φX174的復(fù)制型第73頁/共182頁（三）DNA的三級結(jié)構(gòu)

噬菌體T2DNA長約50μmE-coliDNA長約1mm人生殖細(xì)胞DNA長約1m第74頁/共182頁雙鏈環(huán)狀DNA（doublestrandedcyclicDNA,DSCDNA）:

雙鏈環(huán)狀DNA在自然界是廣泛存在的，如一些病毒DNA、一些噬菌體DNA、細(xì)菌質(zhì)粒DNA、線粒體和葉綠體DNA等。第75頁/共182頁1．共價(jià)閉合環(huán)狀DNA（covalentlyclosedcircularDNA,cccDNA）的超螺旋結(jié)構(gòu)（superhelicalstructure）形成超螺旋的基礎(chǔ):DNA雙螺旋的扭曲形成超螺旋（superhelix）第76頁/共182頁負(fù)超螺旋正超螺旋第77頁/共182頁超螺旋DNA的性質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，粘度較低，浮力密度大，沉降速度快。變性第78頁/共182頁2．開環(huán)DNA（opencircularDNA,ocDNA）也稱松環(huán)DNA（relaxedcircularDNA,rcDNA）第79頁/共182頁+第80頁/共182頁3．連環(huán)DNA（CatenanesDNA）單體二聚體第81頁/共182頁第82頁/共182頁（四）真核細(xì)胞染色體DNA結(jié)構(gòu)

1．重復(fù)序列（repeatedsequence）（1）高度重復(fù)序列（highlyrepeatedsequence）衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）基因組（genome）第83頁/共182頁主體DNA（bulkDNA）衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）第84頁/共182頁第85頁/共182頁（2）中度重復(fù)序列（moderatelyrepeatedsequence）（3）單一序列（uniquesequence）第86頁/共182頁2．回文結(jié)構(gòu)（palindromicstructure）

(1)回文結(jié)構(gòu)

回文結(jié)構(gòu)也稱反向重復(fù)（invertedrepeats）第87頁/共182頁(2)發(fā)夾形和十字形第88頁/共182頁五、RNA的結(jié)構(gòu)（一）RNA的類別

1．核糖體RNA（ribosomalRNA,rRNA）2．轉(zhuǎn)移RNA（transferRNA,tRNA）3．信使RNA（messengerRNA,mRNA）第89頁/共182頁4．其它類別的RNA（1）病毒RNA（ViralRNA,rRNA）（2）核內(nèi)RNA（nuclearRNA,nRNA）①不均一核RNA（heterogeneousnuclearRNA,HnRNA）②小分子核RNA（smallnuclearRNA,snRNA）③小分子核仁RNA（smallnucleolarRNA,snoRNA）④染色體RNA（chromosomalRNA,chRNA）（3）線粒體RNA（mitochondrialRNA,mitRNA）（4）葉綠體RNA（chloroplastRNA,chlRNA或ctRNA）第90頁/共182頁（二）RNA的一級結(jié)構(gòu)

1．RNA分子中核苷酸之間的連接方式3′,5′-磷酸二酯鍵第91頁/共182頁2．RNA分子中核苷酸的排列順序酵母tRNAAla小片段重疊法直接閱讀法（直讀法）

1965年第92頁/共182頁3．幾類RNA的一級結(jié)構(gòu)（1）tRNA的一級結(jié)構(gòu)tRNA一級結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn):①M(fèi)r較?。∕r25000），沉降常數(shù)4S。②各種tRNA的鏈長很接近，一般在73～93個(gè)核苷酸之間。③tRNA分子中約20多個(gè)位置上的核苷酸是保守的（不變和半不變的）④各種tRNA的3′一端為CCA；5′一端大多數(shù)為pG，少數(shù)為pC。⑤tRNA分子中含有較多的修飾成分。第93頁/共182頁（2）rRNA的一級結(jié)構(gòu)原核生物核糖體70S50S30S5SrRNA，23SrRNA34種蛋白質(zhì)16SrRNA21種蛋白質(zhì)第94頁/共182頁真核生物核糖體80S60S40S5SrRNA，5.8SrRNA，28SrRNA49種蛋白質(zhì)18SrRNA33種蛋白質(zhì)第95頁/共182頁第96頁/共182頁（3）mRNA的一級結(jié)構(gòu)真核生物mRNA的一級結(jié)構(gòu)可用下式表示:5′-帽子5′-非密碼區(qū)密碼區(qū)3′-非密碼區(qū)polyA5′-cap：m7G(5′)pppNmp5′-capcap0:m7G(5′)pppNpcap1:m7G(5′)pppNmpNpcap2:m7G(5′)pppNmpNmpNp

第97頁/共182頁5′-cap的功能(1)防止mRNA被核酸酶降解。(2)為mRNA翻譯活性所必需。(3)與蛋白質(zhì)合成的正確起始有關(guān)。第98頁/共182頁3′-polyA:polyA的殘基數(shù)20~200個(gè)，或更多。polyA的功能(1)保護(hù)mRNA，免受核酸外切酶的作用。(2)與翻譯有關(guān)，沒有polyA翻譯活性降低。(3)與mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)。第99頁/共182頁RNA前體成熟RNA（有功能的RNA）斷裂、修剪、修飾第100頁/共182頁（三）RNA的二級結(jié)構(gòu)

大多數(shù)天然RNA是一條單鏈，通過自身回折形成部分螺旋區(qū)，部分非螺旋區(qū)。

少數(shù)病毒RNA如水稻矮縮病毒、呼腸孤病毒、傷瘤病毒等RNA是雙鏈螺旋，類似于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。第101頁/共182頁RNA中雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素主要是堿基堆積力，其次是氫鍵。第102頁/共182頁1．tRNA的二級結(jié)構(gòu)（1）aa接受臂（aminoacidarm）（2）二氫尿嘧啶環(huán)（dihydrouridineloop,DHUloop）（3）反密碼環(huán)（anticodonloop）（4）額外環(huán)（extraloop）（5）TψC環(huán)（TψCloop）第103頁/共182頁1980年牛心線粒體tRNAser只有63個(gè)核苷酸，沉降常數(shù)3S，缺少D環(huán)和D臂，呈二葉草型。

近年來發(fā)現(xiàn)2種線蟲線粒體tRNA也不是標(biāo)準(zhǔn)的三葉草結(jié)構(gòu)。第104頁/共182頁2．rRNA的二級結(jié)構(gòu)第105頁/共182頁第106頁/共182頁3．mRNA的二級結(jié)構(gòu)第107頁/共182頁（四）RNA的三級結(jié)構(gòu)tRNA的三級結(jié)構(gòu)第108頁/共182頁六、核酸酶類包括核酸水解酶、合成酶、連接酶等。（一）核酸水解酶的分類

1．底物：核糖核酸酶（ribonuclease,RNase）脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclease,DNase）2．作用方式：核酸內(nèi)切酶（endonuclease）3．按磷酸二酯鍵斷裂的方式4．其它：如雙鏈酶、單鏈酶等核酸外切酶（exonuclease）第109頁/共182頁（二）核糖核酸酶類

1．牛胰核糖核酸酶（pancreaticribonuclease,

簡稱RNaseA或RNaseI）第110頁/共182頁2．核糖核酸酶T1（ribonucleaseT1，簡稱RNaseT1）第111頁/共182頁3．核糖核酸酶T2（ribonucleaseT2，簡稱RNaseT2）主要作用點(diǎn)為Ap殘基，水解速度A>>U>G>CAUCGAG第112頁/共182頁（三）脫氧核糖核酸酶

1．牛胰脫氧核糖核酸酶（pancreaticdeoxyribonuclease簡稱DNaseI）第113頁/共182頁2．牛脾脫氧核糖核酸酶（spleendeoxyribonuclease,簡稱DNaseII）第114頁/共182頁3．限制性內(nèi)切酶（restrictionendonuclease）簡稱限制酶

限制性內(nèi)切酶主要降解外源的未經(jīng)特殊修飾的DNA，對自身起了保護(hù)作用。發(fā)現(xiàn)概況:第115頁/共182頁（1）限制性內(nèi)切酶的特征①具有嚴(yán)格的堿基專一性，有專一的識別順序、切點(diǎn)②粘性未端，平整末端第116頁/共182頁（2）限制性內(nèi)切酶的命名ECoRI第117頁/共182頁

（3）限制性內(nèi)切酶舉例第118頁/共182頁第119頁/共182頁（四）非專一性核酸酶類（nonspecificnuclease）介紹二種外切酶1．蛇毒磷酸二酯酶（venomphosphodiesterase）5-核苷酸第120頁/共182頁蛇毒磷酸二酯酶對末端磷酸基有嚴(yán)格的要求寡核苷酸水解速度最快較慢，水解速度降低10倍最慢，幾乎不作用，水解速度再降低100倍第121頁/共182頁橘青霉磷酸二酯酶專一性：與蛇毒磷酸二酯酶相同第122頁/共182頁2．牛脾磷酸二酯酶對末端磷酸基的要求與蛇毒磷酸二酯酶相反+3′-核苷酸第123頁/共182頁（五）磷酸單酯酶

將單核苷酸或寡核苷酸末端的磷酸單酯鍵切開，得到磷酸和其它產(chǎn)物1．特異性磷酸單酯酶2．非特異性磷酸單酯酶磷酸基無論在3′或5′位，都能水解，如E.Coli磷酸單酯酶（1）磷酸基連在5′位才能水解，如牛精液5′-核苷酸酶（2）磷酸基連在3′位才能水解，如麥芽3′一核苷酸酶第124頁/共182頁七、核酸的性質(zhì)和最常用的研究方法

（一）一般性質(zhì)：分子大小、性狀、溶解度。

分子大?。篋NAMr106～1010或更大性狀：DNA為白色纖維狀固體，而RNA為白色粉末。溶解度：DNA和RNA均不溶于一般的有機(jī)溶劑，微溶于水，但它們的鈉鹽在水中溶解度較大。RNAMr104～106或更大第125頁/共182頁（二）粘度

（三）酸堿性質(zhì)

（四）紫外吸收

由于核酸中堿基的共軛雙鍵，所以對紫外有強(qiáng)烈吸收，最大吸收峰在260nm附近，利用這一特性可進(jìn)行核酸的定量測定。第126頁/共182頁1．紫外分光光度法首先根據(jù)A260/A280的比值判斷核酸樣品的純度純DNA：A260/A280=1.8純RNA：A260/A280=2.0（若樣品中含有雜蛋白或苯酚，則A260/A280比值明顯降低）純的核酸樣品可根據(jù)260nm的光吸收值算出其含量若260nm光吸收值為1相當(dāng)于50μg/ml雙螺旋DNA或相當(dāng)于40μg/ml單鏈DNA或RNA或相當(dāng)于20μg/ml寡核苷酸。第127頁/共182頁2．摩爾磷消光系數(shù)（molarabsorptivity）法A：樣品的光吸收值C：每升溶液中磷的摩爾數(shù)L：光徑∵∴在pH7.0時(shí)；DNA的為～6600,RNA的為7700～7800。：摩爾磷消光系數(shù)，也稱摩爾磷吸光系數(shù)知道了磷的含量就可知核酸的含量第128頁/共182頁3．增色效應(yīng)與減色效應(yīng)增色效應(yīng)（hyperchromiceffect）減色效應(yīng)（hypochromiceffect）第129頁/共182頁（五）沉降特性

1．核酸浮力密度的測定浮力密度：經(jīng)密度梯度沉降平衡法測出的密度氯化絕（CsCl）密度梯度沉降平衡第130頁/共182頁第131頁/共182頁用1～2個(gè)已知浮力密度的標(biāo)準(zhǔn)DNA樣品作參考式中ρ：未知DNA的密度ρ0：標(biāo)準(zhǔn)DNA的密度ω：角速度（弧度/秒）r：未知DNA與轉(zhuǎn)軸之間的距離r0：已知DNA與轉(zhuǎn)軸之間的距離第132頁/共182頁2．DNA中G-C含量的測定G-C對的含量與浮力密度之間呈正比關(guān)系Rolfe-Meselson導(dǎo)出了如下公式：ρ=0.100（G-C%）+1.658(g/cm3)知道了浮力密度就可計(jì)算出G-C對的含量第133頁/共182頁3．核酸的構(gòu)象和分離ρ：RNA>環(huán)狀DNA>線狀DNA>蛋白質(zhì)DNA沉降第134頁/共182頁（六）核酸的變性、復(fù)性和雜交

1．變性（denaturation）核酸變性的概念引起核酸變性的因素

第135頁/共182頁（1）熱變性結(jié)構(gòu)：螺旋→線團(tuán)理化性質(zhì)：紫外吸收↑粘度↓比旋光度↓生物活性：生物活性↓或喪失第136頁/共182頁（2）熔點(diǎn)（Tm）Tm:熔點(diǎn)，熔解溫度，變性溫度，解鏈溫度

第137頁/共182頁（3）影響Tm值的因素①DNA的均一性②DNA中G-C對的含量

經(jīng)驗(yàn)式:(G-C)%=(Tm-69.3)×2.44③鹽離子強(qiáng)度第138頁/共182頁2．復(fù)性（renaturation）（1）復(fù)性理化性質(zhì):↓比旋光度↑粘度↑高于Tm值5℃

復(fù)性也稱退火（annealing）生物活性得到部分恢復(fù)第139頁/共182頁（2）影響復(fù)性的因素①樣品的性質(zhì)②DNA的濃度③DNA片段的大?、軠囟娶蓦x子強(qiáng)度第140頁/共182頁（3）復(fù)性動力學(xué)DNA的復(fù)性過程是一種雙分子反應(yīng)S：singlestrandDNAD：doublestrandDNA經(jīng)重排，積分等

式中 C0：t=0時(shí)，起始DNA的濃度（mol/L）C：t時(shí)間時(shí)，單鏈DNA的濃度（mol/L）k：復(fù)性反應(yīng)常數(shù)（L/mol·sec）t：復(fù)性時(shí)間（sec）CC0=11+kC0t第141頁/共182頁Cot:時(shí)的Cot值，即指復(fù)性完成一半時(shí)的Cot值。第142頁/共182頁3．雜交（hybridization）核酸的雜交：是指不同來源的單鏈核酸之間可通過堿基互補(bǔ)形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。單鏈DNA與單鏈DNA雜交（DNA-DNA）利用核酸雜交可檢測特定的核苷酸片段或研究同源性等。單鏈DNA與單鏈RNA雜交（DNA-RNA）單鏈RNA與單鏈RNA雜交（RNA-RNA）第143頁/共182頁用硝酸纖維素膜作為支持物進(jìn)行雜交1975年英國E.M.Southern首創(chuàng)的Southernblotting（Southern印跡）原理方法探針：作為檢測用的已知DNA序列或RNA序列的片段第144頁/共182頁1977年G.K.Stark首創(chuàng)Northernblotting

（Northern印跡）Westernblotting（Western印跡）

第145頁/共182頁（七）凝膠電泳核酸研究中最常用的方法優(yōu)點(diǎn)：簡單、快速、靈敏、成本低。通過凝膠電泳（1）可進(jìn)行核酸分離，知道核酸的純度。（2）測定分子大小。（3）估計(jì)核酸的構(gòu)象。第146頁/共182頁凝膠電泳兼有分子篩效應(yīng)和電荷效應(yīng)1．瓊脂糖凝膠電泳（agarosegelelectrophoresis）

瓊脂糖凝膠電泳的遷移率主要與分子大小、膠濃度、核酸構(gòu)象、電流等有關(guān)。2．聚丙烯酰胺凝膠電泳（polyacrylamidegelelectrophoresis）用于分析RNA或Mr小于1000bp的DNA片段適用于大分子核酸，一般用于DNA分析。第147頁/共182頁八、核酸的生物功能

（一）DNA的生物功能

1．DNA與遺傳（1）DNA是主要的遺傳物質(zhì)間接證據(jù)直接證據(jù)第148頁/共182頁①細(xì)菌轉(zhuǎn)化作用（transformation

）肺炎球菌（pneumococcus）1928年細(xì)菌學(xué)家Griffith細(xì)菌毒性實(shí)驗(yàn)第149頁/共182頁1944年Avery細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

轉(zhuǎn)化作用：轉(zhuǎn)化作用的物質(zhì)稱轉(zhuǎn)化因子

從一種細(xì)菌中得到DNA通過一定途徑進(jìn)入另一種細(xì)菌，從而引起后者遺傳特性的改變。第150頁/共182頁②噬菌體感染實(shí)驗(yàn)1952年美國Hershey噬菌體感染實(shí)驗(yàn)第151頁/共182頁第152頁/共182頁③轉(zhuǎn)導(dǎo)作用（transduction）④人工合成基因的表達(dá)第153頁/共182頁（2）DNA的復(fù)制（replication）第154頁/共182頁（3）DNA的轉(zhuǎn)錄（transcription）第155頁/共182頁2．DNA與變異突變?nèi)旧w畸變基因突變第156頁/共182頁（1）基因突變（geneticmutation）基因概念的發(fā)展、補(bǔ)充什么是基因突變第157頁/共182頁基因突變的幾種主要形式①堿基取代（basesubstitution，也稱堿基置換）A.轉(zhuǎn)換（transition）B.顛換（transversion）②堿基缺失（basedeletion）③堿基插入（baseinsertion）第158頁/共182頁突變的原因①自發(fā)突變②誘發(fā)突變?nèi)缱贤饩€、X-射線、亞硝酸、烷化劑、堿基類似物等第159頁/共182頁嘧啶二聚體第160頁/共182頁脫氨第161頁/共182頁（2）基因重組（generecombination）基因的體外重組，即基因工程（geneticengineering）①獲得目的基因②基因載體（vector）③目的基因與基因載體連接形成重組DNA④通過轉(zhuǎn)化或其它方法將重組DNA分子引入受體細(xì)胞⑤被轉(zhuǎn)化細(xì)胞的篩選和繁殖第162頁/共182頁第163頁/共182頁3.DNA與遺傳性疾病、癌變的關(guān)系（1）鐮刀狀紅細(xì)胞貧血病的DNA點(diǎn)突變（2）白化病的基因缺失（3）癌變第164頁/共182頁（二）RNA的生物功能

1．RNA與蛋白質(zhì)的生物合成（1）mRNA與遺傳密碼遺傳密碼（geneticcode）密碼子（codon）mRNA的主要功能第165頁/共182頁（