生化多媒體(核酸化學(xué))

生化多媒體(核酸化學(xué))第一頁，共27頁。（一）ribosomaRNA分子量最大

RNA占60%

核糖體蛋白質(zhì)約占40%1.結(jié)構(gòu):由大小兩個(gè)不同亞基組成2.作用:蛋白質(zhì)生物合成的場所

(二)transferRNA

分子量最小功能:在蛋白質(zhì)生物合成過程中作為氨基酸的受體，攜帶活化的氨基酸到生長肽鏈的正確位置，起轉(zhuǎn)移氨基酸的作用

（三）messengerRNA

含量最少功能:mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板，在蛋白質(zhì)合成時(shí)，mRNA與核糖體結(jié)合，傳遞DNA的遺傳信息，決定蛋白質(zhì)肽鏈中氨基酸的排列順序。

第二頁，共27頁。第二節(jié)

核酸的組成成分一

核酸的元素組成

C、H、O、N、P,其中含P量一般在9.5%左右

(為特征性元素)二

核酸的組成成分

核酸水解:

磷酸核酸

核苷酸

戊糖（核糖或脫氧核糖）

核苷

堿基（嘌呤堿和嘧啶堿）1磷酸

2戊糖

第三頁，共27頁。3堿基（嘌呤堿和嘧啶堿）嘌呤堿嘧啶堿：

第四頁，共27頁。稀有堿基DNA和RNA在組成上的差別

:三

核苷與核苷酸

(一)核苷堿基+戊糖1.核苷連接方式為：糖的第一位碳原子（C1′）上的半縮醛羥基與嘌呤堿的第九位氮原子（N9）上的氫或嘧啶堿的第一位氮原子（N1）上的氫之間失去一分子水而形成N—C鍵。

組成類別堿基嘌呤堿嘧啶堿戊

糖

磷

酸

DNA

Cyt

Thy

AdeGua脫氧核糖H3PO4RNACyt

UraAdeGua核糖H3PO4第五頁，共27頁。2.例如：3.核苷的叫法：先叫出堿基的第一個(gè)字，后加一個(gè)苷字，如果戊糖是脫氧核糖，最前面還應(yīng)加上“脫氧”二字。第六頁，共27頁。（二）核苷酸

核苷+磷酸

自然界存在的游離的核苷酸是5′--核苷酸第三節(jié)

核酸的結(jié)構(gòu)

一

核苷酸的連接方式

核苷酸間的連接鍵是3′,5′-磷酸二酯鍵

第七頁，共27頁。第八頁，共27頁。簡化式:

堿基堿基堿基堿基堿基堿基

3′

3′3′

3′3′3′

P

P

PPPPOH

5′

5′

5′5′5′5′第九頁，共27頁。觀察核苷酸鏈應(yīng)該發(fā)現(xiàn)：1主鏈?zhǔn)怯上嚅g排列的戊糖和磷酸構(gòu)成2鏈有特殊的方向性，有3′--end和5′--end之分3在細(xì)胞pH條件下，磷酸基帶負(fù)電4堿基芳環(huán)相對(duì)來說具有疏水性二核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)

概念:各核苷酸殘沿多核苷酸鏈排列的順序（序列）

由于戊糖和磷酸兩種成分在核酸主鏈上的不斷重復(fù)，也可用堿基序列來表示核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)

三DNA的雙螺旋二級(jí)結(jié)構(gòu)

第十頁，共27頁。

（一）雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)

①X—光衍射數(shù)據(jù)

DNA含有≥2條的具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈②關(guān)于堿基成對(duì)的證據(jù)

Ade=ThyGua=CytAde+Gua=Thy+Cyt③電位滴定行為用氫鍵連系（二）雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)

1DNA分子是由兩條方向相反的平行多核苷酸鏈構(gòu)成，這兩條鏈以反向平行地圍繞著同一軸，右旋盤繞成一雙螺旋，螺旋每盤繞一卷有10bp，一圈高3.4nm，即每個(gè)bp沿螺旋軸上升0.34nm。螺旋直徑2nm，相鄰核苷酸相差36°，螺旋表面有一條大溝和一條小溝。第十一頁，共27頁。2這兩條多核苷酸鏈的骨架是由戊糖和磷酸構(gòu)成，兩條鏈上的堿基朝向螺旋內(nèi)，兩條鏈由堿基間的氫鍵相連，堿基對(duì)平面穿過螺旋軸，約與螺旋軸垂直，糖環(huán)平面與堿基平面相互垂直，與螺旋軸大體呈平行關(guān)系。3堿基成對(duì)有一定的規(guī)律，Ade與Thy，Gua與Cyt。因此在DNA中可能出現(xiàn)下列四種配對(duì)方式：

5′-------A----T----G----C--------3′

3′-------T----A----C----G--------5′

注意：Ade與Thy之間能形成2個(gè)氫鍵，G與C之間可形成3個(gè)氫鍵。

第十二頁，共27頁。

4由于四種堿基對(duì)都適應(yīng)此模型，每條鏈可以有任意的堿基順序，但由于堿基成對(duì)的規(guī)律性，如一條鏈上的堿基序列已經(jīng)確定，則另一條鏈必有相對(duì)應(yīng)的堿基序列，但兩條鏈和堿基組成和序列并不一定相同。第十三頁，共27頁。（三）雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定因素

1堿基堆積力

(主要)2氫鍵

3離子鍵

（四）DNA雙螺旋的不同類型

第十四頁，共27頁。四DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)

超螺旋是DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)的一種形式分為正超螺旋和負(fù)超螺旋五RNA的構(gòu)象

(以tRNA為例)表現(xiàn)形式為三葉草型,具以下特征:1分子中配對(duì)區(qū)稱為臂，不能配對(duì)的部分叫環(huán)，tRNA一般由四臂四環(huán)組成。2三葉草的葉柄叫氨基酸臂，它包括3′端的—CpCpAOH結(jié)構(gòu)，這是接受氨基酸的部位。3在氨基酸接受臂的對(duì)面是反密碼環(huán)，含有組成該tRNA反密碼子的三個(gè)核苷酸。4左臂連接一個(gè)二氫尿嘧啶環(huán)（D環(huán)），環(huán)上含有稀有堿基二氫尿嘧啶（D）。5右側(cè)有一個(gè)TфC環(huán)（含有TфC順序，T：胸腺嘧啶核糖核苷酸；ф：假尿苷）和一個(gè)可變環(huán)，不同tRNA的可變環(huán)上核苷酸的數(shù)目變化較大。6tRNA分子都含修飾堿基，但多少不等。

第十五頁，共27頁。

第十六頁，共27頁。第四節(jié)

核酸的性質(zhì)一

核酸的一般性質(zhì)1核酸和核苷酸既有磷酸基，又有堿性基因，所以都是兩性電解質(zhì)，因磷酸的酸性強(qiáng)于堿基的堿性，故表現(xiàn)為酸性。2外觀：

DNA白色纖維狀固體

RNA白色粉末3溶解性：微溶于水，不溶于一般有機(jī)溶劑，常用乙醇沉淀核酸。4粘度：DNA多為線形分子，分子極不對(duì)稱，長達(dá)幾厘米，直徑僅2nm，故DNA溶液粘度極高，RNA溶液比DNA溶液的粘度小得多。5在室溫下，RNA對(duì)堿不穩(wěn)定

,DNA對(duì)堿較穩(wěn)定6顯色反應(yīng)：

DNA

脫氧核糖

+酸

+二苯胺△藍(lán)紫色

RNA

核糖+濃鹽酸（FeCl3）+苔黑酚△

綠色

第十七頁，共27頁。二紫外吸收

核酸紫外吸收為λ=260nm三變性、復(fù)性與分子雜交

熱熱變性變性因素酸、堿乙醇、丙酮、尿素、甲酰胺等

紫外吸收值升高增色效應(yīng)粘度降低，沉降速度增加核酸變性的特征生物活性喪失共價(jià)鍵未斷裂分子時(shí)不降低“熔點(diǎn)”或解鏈溫度（Tm）概念:核酸變性或降解發(fā)生溫度很窄的范圍內(nèi),溶解溫度的中點(diǎn)即為Tm第十八頁，共27頁。第十九頁，共27頁。第二十頁，共27頁。1解釋T—A圖求解Tm（T1/2）2Tm與（G+C）%的關(guān)系

（Tm-69.3）×2.44=(G+C)%

（經(jīng)驗(yàn)公式）3復(fù)性（發(fā)生減色效應(yīng)）條件：緩慢冷卻4分子雜交形成雜交分子的過程第五節(jié)DNA和基因組織

分子遺傳學(xué)的中心法則

ＤＮＡ轉(zhuǎn)錄ＲＮＡ翻譯

Proten

（mRNA，tRNA，rRNA）

逆轉(zhuǎn)錄

RNA蛋白質(zhì)（病毒）第二十一頁，共27頁。計(jì)算基因的長度時(shí)，每個(gè)bp殘基平均分子量為660一原核生物DNA順序組織特點(diǎn):1原核生物DNA分子的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有一小部分是不翻譯的2功能相關(guān)的基因組織在一起，并轉(zhuǎn)錄在同一個(gè)mRNA分子中，也就是說每個(gè)mRNA包含了多個(gè)順反子3原核生物DNA基因組織的另一個(gè)特點(diǎn)就是基因重疊

二真核生物DNA順序組織特點(diǎn):1真核生物DNA含有重復(fù)多次的堿基序列第二十二頁，共27頁。

10%由幾種不太長核苷酸序列重復(fù)幾百萬次（高度重復(fù)順序）小鼠DNA20%由數(shù)千次重復(fù)（數(shù)次—數(shù)千次）（中度重復(fù)順序）

70%在整個(gè)基因組織中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次（單拷貝DNA）2真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)基因組織中都是單順反子結(jié)構(gòu)3許多真核生物基因含有“內(nèi)含子”

第二十三頁，共27頁。第六節(jié)

生物體內(nèi)重要核苷酸的衍生物一