第三章核酸的結(jié)構(gòu)與功能分子生物學(xué)

第3章核酸的結(jié)構(gòu)與功能3.1

細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)3.2核酸的化學(xué)組成與共價結(jié)構(gòu)3.3DNA的二級結(jié)構(gòu)（雙螺旋模型）3.4DNA分子的高級結(jié)構(gòu)3.5真核生物的染色體及其組裝3.6RNA的結(jié)構(gòu)與功能3.7核酸的變性、復(fù)性與分子雜交本文檔共75頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\10點8分3.1細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)3.1.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)

1869年，瑞士的內(nèi)科醫(yī)生FriedrichMiescher從外科醫(yī)院包扎傷口的繃帶上的膿細胞核中提取到一種富含磷元素的酸性化合物，將其稱為核質(zhì)(nuclein)；后來他又從鯖魚精子中分離出類似的物質(zhì)，并指出它是由一種堿性蛋白質(zhì)與一種酸性物質(zhì)組成的，此酸性物質(zhì)即是現(xiàn)在所知的核酸(nucleicacid)。本文檔共75頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\10點8分1885—1900年間，Kossel、Johnew、Levene證實核酸由不同的堿基組成。其最簡單的單體結(jié)構(gòu)是堿基-核糖-磷酸構(gòu)成的核苷酸。1929年又確定了核酸有兩種，一種是脫氧核糖核酸(DNA)，另一種是核糖核酸(RNA)。本文檔共75頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\10點8分1928年英國科學(xué)家Griffith進行了著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗。但轉(zhuǎn)化源（transformingprinciple）的化學(xué)本質(zhì)仍是一個謎。分離出活的S型細菌本文檔共75頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\10點8分16年之后首先用實驗證明基因就是DNA分子的是美國著名的微生物學(xué)家Avery（1944）。本文檔共75頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\10點8分9年之后1952年D.Hershery和M.Chase再次用T2噬菌體標(biāo)記實驗證實了DNA是遺傳物質(zhì)的本質(zhì)。本文檔共75頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\10點8分20世紀(jì)50年代Watson和Crick發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，最終確立DNA是遺傳信息的載體。作為遺傳物質(zhì)的DNA具有以下特性:

①

儲存并表達遺傳信息；②

能把遺傳信息傳遞給子代；③

物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；④

有遺傳變異的能力。本文檔共75頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\10點8分3.1.2RNA也是遺傳物質(zhì)1956年美國的兩位科學(xué)家A.Gierer和G.Schraman發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒（tobaccomosaicvirus,TMV），其遺傳物質(zhì)是RNA。1957年美國的HeinzFraenkel-Conrat和B.Singre用重建實驗證實了這一結(jié)論。本文檔共75頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\10點8分本文檔共75頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\10點8分

一些病毒采用RNA作為遺傳物質(zhì)。

類病毒只由RNA組成。類病毒，無殼病毒：一種病毒樣感染顆粒，含單鏈、共價閉環(huán)RNA，無蛋白質(zhì)外殼。類病毒結(jié)構(gòu)上與一些內(nèi)含子近似，可能代表逃逸的內(nèi)含子。本文檔共75頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\10點8分3.2核酸的化學(xué)組成與共價結(jié)構(gòu)

3.2.1核酸的化學(xué)組成

核酸（nucleicacid，多核苷酸）

↓

核苷酸（nucleotide，單核苷酸）┌─────┴─────┐

↓

↓

磷酸（phosphate）

核苷（nucleoside）

┌─────┴─────┐

↓

↓

戊糖（amylsugar）含氮堿基（base）本文檔共75頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\10點8分1.堿基(base)本文檔共75頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\10點8分2.核苷（nucleosides）

戊糖與嘧啶或嘌呤堿以糖苷鍵連接就稱為核苷。本文檔共75頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\10點8分1’2’3’4’5’(OH)1’2’3’4’5’(OH)嘧啶的1位N原子、嘌呤的9位N原子與戊糖Ｃ－1所連的羥基形成糖苷鍵。本文檔共75頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\10點8分3.核苷酸（nucleotideacid）脫氧核糖堿基磷酸AGCT本文檔共75頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\10點8分3.2.2核酸的共價結(jié)構(gòu)1.DNA的一級結(jié)構(gòu)與功能

DNA的一級結(jié)構(gòu)是指DNA分子中核苷酸的排列順序，簡稱為DNA順序（或序列）。由于核苷酸之間的差異僅僅是堿基的不同，故可稱為堿基順序。本文檔共75頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\10點8分DNA一級結(jié)構(gòu)的表示法5′3′結(jié)構(gòu)式5′3′

p

p

p

pOH3′ACTG1′線條式5′ACTGCATAGCTCGA3′字母式本文檔共75頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\10點8分2.RNA的一級結(jié)構(gòu)與功能

RNA分子中核苷酸的排列順序叫做RNA的一級結(jié)構(gòu)。OHOHOH5′3′

RNA與DNA的差異DNARNA糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU不含稀有堿基含稀有堿基本文檔共75頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\10點8分3.3DNA的二級結(jié)構(gòu)(雙螺旋模型)Watson&Crick建立雙螺旋模型主要是受到4個方面的影響：1、DNA的X射線衍射分析結(jié)果；2、蛋白質(zhì)的α螺旋模型；3、氫鍵理論；4、1950[英]Chargaff規(guī)則（當(dāng)量定律）。本文檔共75頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\10點8分3.3.1雙螺旋模型（doublehelixmodel）特征

(1)

DNA分子由兩條反向平行的多核苷酸鏈組成，形成右手雙螺旋。(2)兩條鏈反向平行，即兩條鏈的方向相反。5′3′5′3′磷酸核糖堿基本文檔共75頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\10點8分(3)糖一磷酸鍵是在雙螺旋的外側(cè)，堿基對與軸線垂直。(4)糖與附著在糖上的堿基近于垂直。(5)堿基配對時，必須一個是嘌呤，另一個是嘧啶。(6)DNA雙螺旋有大溝（majororwidegroove）和小溝（minorornarrowgroove）的存在。T-A堿基對C-G堿基對本文檔共75頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\10點8分（1）堿基對之間的氫鍵（2）堿基堆集力它包括：①疏水作用②范德華力（3）磷酸基的負電荷斥力3.3.2維持DNA雙螺旋的作用力本文檔共75頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\10點8分3.3.3DNA二級結(jié)構(gòu)的其他形式(雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性)

在雙螺旋的總體特征之下，能產(chǎn)生各種二級結(jié)構(gòu)的變化，這稱為DNA二級結(jié)構(gòu)的多樣性或多態(tài)性(polymorphism)。DNA結(jié)構(gòu)產(chǎn)生多態(tài)性的原因在于核苷酸鏈的骨架含許多可轉(zhuǎn)動的單鍵，從而使糖環(huán)可采取不同的折疊形式和苷鍵采取不同構(gòu)象。DNA的構(gòu)象現(xiàn)已知有A，B，C，D，E，T，Z7種。本文檔共75頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\10點8分（1）B-DNA的構(gòu)象

Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。相對濕度92%的DNA鈉鹽。是大多數(shù)DNA在細胞中的構(gòu)象。右手雙螺旋。本文檔共75頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\10點8分（2）A-DNA的結(jié)構(gòu)右手螺旋。相對濕度為75%的DNA鈉鹽。螺旋體短粗，大溝變得窄而深，小溝變得寬而淺。結(jié)晶的A型-DNA纖維在吸收了水分后能夠變長，并轉(zhuǎn)變?yōu)锽型-DNA。A-DNA比較常見在RNA分子的雙股發(fā)夾螺旋區(qū)域、RNA-DNA雜交雙鏈中。本文檔共75頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\10點8分（3）Z-DNA的結(jié)構(gòu)1972年P(guān)ohl

etal發(fā)現(xiàn)poly(dG-dC)在高鹽下旋光性發(fā)生改變；1979年WangA.H-J(王惠君),A.Rich對d(CGCGCG)單晶作X衍射分析提出Z－DNA模型。本文檔共75頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\10點8分嘌呤和嘧啶交替排列，高鹽。左手螺旋。細長，只有一條窄而深的小溝，大溝消失。

天然DNA的局部可出現(xiàn)Z-DNA。CpG二核苷酸序列中胞嘧啶的甲基化形成5-甲基胞嘧啶，可導(dǎo)致B-DNA向Z-DNA轉(zhuǎn)化。本文檔共75頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\10點8分

Z-DNA構(gòu)象有轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)活性。Z-DNA構(gòu)象在轉(zhuǎn)錄區(qū)上游離轉(zhuǎn)錄區(qū)近時，抑制轉(zhuǎn)錄；若離轉(zhuǎn)錄區(qū)遠時，可以增加轉(zhuǎn)錄區(qū)的負超螺旋程度而促進轉(zhuǎn)錄。本文檔共75頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\10點8分3.4DNA分子的高級結(jié)構(gòu)（其他DNA螺旋結(jié)構(gòu)）3.4.1單鏈核酸形成的二級結(jié)構(gòu)單鏈核酸也可由于部分序列之間的堿基配對而形成分子內(nèi)或分子間的雙螺旋區(qū)域。反向重復(fù)序列間間隔較短或無間隔反向重復(fù)序列間間隔較長本文檔共75頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\10點8分3.4.2短片段的重復(fù)序列短片段的重復(fù)順序可分為三種類型：（1）正向重復(fù)(directrepeats)又叫順向重復(fù)；（2）反向重復(fù)(invertedrepeats)；（3）回文順序

(Palindromicsequence)5′-GTGAGCTCAC-3′3′-CACTCGAGTG-5′

本文檔共75頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\10點8分上海自來水來自海上農(nóng)學(xué)人才多多才人學(xué)農(nóng)畫上荷花和尚畫書臨漢字翰林書順反相同本文檔共75頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\10點8分能在DNA或RNA中形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。通常是作為一種特別信號。如：限制性內(nèi)切酶的識別位點；一些調(diào)控蛋白的識別位點。限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ的識別位點本文檔共75頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\10點8分3.4.3三股螺旋的DNA

1957年，F(xiàn)elsenfeld等發(fā)現(xiàn)一股為嘌呤，另一股為嘧啶的核苷酸雙鏈能夠形成三鏈。如：polyA/polyU；polydA/polydT；polyd(AG)/polyd(CT)。

1987年，Mirkin.S.M證明plasmidDNA在pH=4.3的溶液中,有T.SDNA的存在。本文檔共75頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\10點8分DNA分子內(nèi)的三鏈結(jié)構(gòu)

多聚嘌呤多聚嘧啶DNA分子間的三鏈結(jié)構(gòu)三股螺旋DNA的生物學(xué)意義：◆參與基因表達調(diào)控。◆RNA分子參與表觀遺傳調(diào)節(jié)?！艋蛑委熁蚨ㄏ蛘T變。本文檔共75頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\10點8分3.4.4DNA的四鏈結(jié)構(gòu)2002年，一組英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體端粒DNA可以形成四鏈結(jié)構(gòu)，并測定了其晶體結(jié)構(gòu)。GGGG5‘3‘TTTGGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTT本文檔共75頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\10點8分功能

（1）穩(wěn)定真核生物染色體結(jié)構(gòu)

（2）保證DNA末端準(zhǔn)確復(fù)制

（3）與DNA分子的組裝有關(guān)

（4）與染色體的meiosis&mitosis有關(guān)

本文檔共75頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\10點8分3.4.5DNA的結(jié)構(gòu)的動態(tài)性與精細結(jié)構(gòu)1.DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性：不同DNA結(jié)構(gòu)形式相互轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。在活細胞中，下面幾種因素能使DNA雙螺旋構(gòu)象發(fā)生相互轉(zhuǎn)變：（1）核苷酸順序（堿基組成）；（2）鹽的種類和濃度；（3）相對濕度。

本文檔共75頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\10點8分

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的呼吸作用:

DNA雙鏈中氫鍵的迅速斷裂和再生過程。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，配對堿基之間的氫鍵處于連續(xù)不斷的斷裂和再生的動態(tài)平衡之中，局部開鏈的泡狀結(jié)構(gòu)對于DNA結(jié)合蛋白識別DNA內(nèi)部所含信息以及與DNA結(jié)合都有重要作用。本文檔共75頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\10點8分2.DNA分子的精細結(jié)構(gòu)(局部構(gòu)象)DNA雙螺旋的許多結(jié)構(gòu)參數(shù)不是完全均勻的，是隨著堿基序列的不同而在一定范圍內(nèi)變化的，稱為DNA雙螺旋的局部構(gòu)象。在DNA雙螺旋中，依賴于序列的構(gòu)象變化的主要形式有：（1）螺旋扭轉(zhuǎn)角：兩個相鄰堿基對之間繞螺旋軸旋轉(zhuǎn)的夾角在28°-42°變動。（2）螺旋槳效應(yīng)。本文檔共75頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\10點8分3.4.6DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)與拓撲學(xué)性質(zhì)1.DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（DNA的三級結(jié)構(gòu)）

螺旋超螺旋本文檔共75頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\10點8分超螺旋（superhelix）是雙螺旋DNA進一步扭曲盤繞形成的三級結(jié)構(gòu)。超螺旋是DNA三級結(jié)構(gòu)的一種普遍形式，雙螺旋DNA的松開導(dǎo)致負超螺旋(negativesuperhelix)，而擰緊則導(dǎo)致正超螺旋(positivesuperhelix)。天然的DNA都呈負超螺旋，但體外可得到正超螺旋。本文檔共75頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\10點8分超螺旋可能有兩方面的生物學(xué)意義：（1）超螺旋DNA比松弛型DNA更緊密，使DNA分子體積變得更小，得以包裝在細胞內(nèi)；（2）超螺旋能影響雙螺旋的解鏈程度，因而影響DNA分子與其他分子，如酶、蛋白質(zhì)分子的相互作用。本文檔共75頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\10點8分2.DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的拓撲學(xué)性質(zhì)

拓撲：是指物體或圖像作彈性移位而又保持物體不變的性質(zhì)。（1）連環(huán)數(shù)（linkingnumber,L）：連環(huán)數(shù)指雙螺旋DNA中兩條鏈互相纏繞交叉的總次數(shù)，L為整數(shù)。一個閉合環(huán)狀DNA分子，只要其主鏈的共價鍵不斷裂，連環(huán)數(shù)值就不會改變。（2）盤繞數(shù)（twistingnumber,T）：盤繞數(shù)是DNA分子中雙螺旋的周數(shù)，表示DNA分子一條鏈繞另一條鏈的扭轉(zhuǎn)數(shù)。對于松弛態(tài)的環(huán)狀DNA，以每周10.5個堿基對計算，T=堿基對總數(shù)/10.5。即DNA分子中Watson-Crick螺旋數(shù)，是雙螺旋自身的性質(zhì)。本文檔共75頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\10點8分（3）超螺旋周數(shù)（writhingnumber,W）：超螺旋周數(shù)指雙螺旋結(jié)構(gòu)在一定的盤繞數(shù)（T）下，DNA分子的超螺旋纏繞數(shù)，即整個DNA分子在雙螺旋基礎(chǔ)上，一條雙螺旋鏈繞另一雙螺旋鏈纏繞轉(zhuǎn)動的周數(shù)，它表示DNA超螺旋的程度，負超螺旋的W為負值，正超螺旋的W為正值。White方程：L=T+W（T與W的值可以是小數(shù)，但L的值必須是整數(shù)）（4）連環(huán)數(shù)比差（λ）

λ=ΔL/L0=(L-L0)/L0超螺旋密度本文檔共75頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\10點8分本文檔共75頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\10點8分本文檔共75頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\10點8分3.5真核生物的染色體及其組裝3.5.1真核生物的染色體19世紀(jì)中葉，發(fā)現(xiàn)染色體。染色體只包含1個DNA分子，在細胞不同周期表現(xiàn)為不同形態(tài)，間期表現(xiàn)為染色質(zhì)。其蛋白質(zhì)與DNA的質(zhì)量比約為2：1。常染色質(zhì)染色質(zhì)組成型異染色質(zhì)異染色質(zhì)兼性異染色質(zhì)洛陽紅

首案紅本文檔共75頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\10點8分3.5.2染色體中的組蛋白

組蛋白(histones)是一種堿性蛋白質(zhì)，等電點一般在pH10.0以上，其特點是富含二種堿性氨基酸(賴氨酸和精氨酸)，根據(jù)這兩種氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的相對比例，將組蛋白分為五種類型：H1、H2A、H2B、H3、H4。特點：◆富含賴氨酸和精氨酸；◆進化上的極端保守性；◆無組織特異性；◆氨基酸分布的不對稱性。本文檔共75頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\10點8分3.5.3核小體的形成KlugA（英，獲得1982年諾貝爾獎）。核小體是由H2A、H2B、H3、H4各兩個分子生成的八聚體和由大約200bpDNA組成的。八聚體在中間，DNA分子盤繞在外，而H1則在核小體的外面。每個核小體只有一個H1。

若以每堿基對沿螺旋中軸上升距離為0.34nm計，200bpDNA的伸展長度為68nm，形成核小體后僅為11nm，長度壓縮了6～7倍。①染色體DNA的一級包裝——核小體本文檔共75頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\10點8分本文檔共75頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\10點8分非組蛋白是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，所以又稱序列特異性DNA結(jié)合蛋白，非組蛋白的特性是：①

含有較多的天門冬氨酸、谷氨酸，帶負電荷，屬酸性蛋白質(zhì)；②

整個細胞周期都進行合成，而組蛋白只在S期合成，并與DNA復(fù)制同步進行；③

有明顯的組織特異性。非組蛋白的功能是：①

幫助DNA分子折疊；②

協(xié)助啟動DNA復(fù)制；③

有調(diào)節(jié)基因表達的作用。本文檔共75頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\10點8分3.5.4染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)二級包裝——染色質(zhì)螺線管(chromatinsolenoid)

在H1組蛋白分子間的相互作用下，核小體鏈進一步盤繞形成一種中空螺線管，其外徑為30nm，每圈含6個核小體。又壓縮了6倍。本文檔共75頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\10點8分3三級包裝——染色質(zhì)纖維環(huán)(loopsofchromatinfiber)螺線管纖維相隔一定間距的某些區(qū)段被“拉攏”固定在蛋白軸上，從而產(chǎn)生了許多從骨架上伸出的纖維環(huán)(loops)。DNA又壓縮約100倍。本文檔共75頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\10點8分真核生物染色體DNA組裝不同層次的結(jié)構(gòu)側(cè)環(huán)模型本文檔共75頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\10點8分3.6RNA的結(jié)構(gòu)與功能RNA通常是單鏈線型分子（一級結(jié)構(gòu)），在分子內(nèi)可自身回折形成局部的雙螺旋（二級結(jié)構(gòu)），進而折疊（三級結(jié)構(gòu)）。除tRNA外，幾乎全部細胞中的RNA都與蛋白質(zhì)形成核蛋白復(fù)合物。本文檔共75頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\10點8分3.6.1RNA的結(jié)構(gòu)特點及與DNA的區(qū)別（1）堿基組成不同。（2）RNA分子中有許多稀有堿基或微量堿基、修飾堿基。（3）核糖不同。

（4）對整個RNA分子而言，沒有雙螺旋結(jié)構(gòu)。

（5）RNA分子中的堿基不遵守Chargaff法則。

（6）RNA在堿性溶液中十分敏感。

（7）增色效應(yīng)沒有DNA明顯。

（8）DNA是遺傳信息的儲存者和攜帶者。而RNA是遺傳信息的傳遞者和表達者。

（9）RNA分子攜帶和儲存遺傳信息。（10）某些RNA的特殊結(jié)構(gòu)具有催化功能，稱這些RNA為核酶。本文檔共75頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\10點8分3.6.2細胞中RNA的分布細胞質(zhì)中的RNA（占總RNA的90%）可分為4大類：

①

轉(zhuǎn)運RNA(transferRNA,tRNA)；

②信使RNA(messengerRNA,mRNA)；

③

核蛋白體RNA(ribosomeRNA,rRNA)。

④細胞質(zhì)中的小分子RNA叫scRNA。scRNA與細胞內(nèi)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運有關(guān)。比如轉(zhuǎn)運-信使RNA(transfer-messengerRNA,tmRNA)。tmRNA兼具tRNA分子和mRNA分子的雙重功能。細胞核內(nèi)的RNA（占總RNA的10%）統(tǒng)稱為nRNA，由兩部分組成：

①一部分是核內(nèi)mRNA、tRNA和rRNA的初始轉(zhuǎn)錄混合物；

②

另一小部分是核內(nèi)小分子RNA(smallnuclearRNA,snRNA)。功能是參與hnRNA的加工。本文檔共75頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\10點8分3.6.3RNA分類概述1.mRNA的結(jié)構(gòu)（占細胞總RNA的3%-5%

）m7G5’ppp5’Nm(Nm)5’帽子(A)nAAOH3’polyAAAUAAAUGAUAAUAGAUG5’非編碼區(qū)3’非編碼區(qū)編碼區(qū)翻譯起始調(diào)節(jié)區(qū)定位信號真核細胞mRNA的基本結(jié)構(gòu)本文檔共75頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\10點8分酵母tRNAAla的二級結(jié)構(gòu)DHU環(huán)IGC反密碼子反密碼環(huán)氨基酸臂可變環(huán)TψC環(huán)CCAAla3′5′二級結(jié)構(gòu)特征：單鏈三葉草葉形四臂四環(huán)2.tRNA的結(jié)構(gòu)（約占細胞總RNA的15%）本文檔共75頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\10點8分tRNA的三級結(jié)構(gòu)：tRNA的三級結(jié)構(gòu)是倒L形。在三葉草型二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)上未配對的堿基由于整個分子的扭曲而配成對，目前已知的tRNA的三級結(jié)構(gòu)均為倒L型。所有tRNA有以下共同特點:（1）含稀有堿基和稀有核苷較多,達核苷酸總量的5%～20%。（2）不同的tRNA盡管核苷酸組分和排列順序各異，但其3′端都含有CCA序列，是所有tRNA接受氨基?；奶囟ㄎ恢?。CCA序列由tRNA合成后酶促加工產(chǎn)生，而非tRNA基因編碼。（3）所有的tRNA分子都折疊成緊密的三葉草二級結(jié)構(gòu)和L形立體構(gòu)象，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，半衰期均在24h以上。本文檔共75頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\10點8分5sRNA的二級結(jié)構(gòu)3.rRNA的結(jié)構(gòu)（占細胞總RNA的80%）

基本上都是由部分雙螺旋與部分突環(huán)相間排列而成。特征：單鏈，螺旋化程度較tRNA低

與蛋白質(zhì)組成核糖體后方能發(fā)揮其功能。核糖體由RNA和蛋白質(zhì)組成，真核細胞中兩者比例為1：1，原核細胞為2：1。本文檔共75頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\10點8分4.snRNA(smallnuclearRNA,snRNA)細胞核小分子RNA核內(nèi)小RNA，snRNA是含70～300個核苷酸的小分子RNA，占細胞RNA總量的0.1%-1%。主要參與基因初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工。5.snoRNA核仁小分子RNA(smallnucleolarRNA,snoRNA)廣泛分布于從酵母到哺乳動物細胞的核仁區(qū)，大小一般在幾十到幾百個核苷酸，主要功能是參與rRNA前體的加工。6.非編碼的mRNA（ncRNA）非編碼mRNA與傳統(tǒng)的mRNA一樣可進行剪接和3’端加尾修飾，但不具有典型的可讀框（ORF）；它們參與許多生理過程，是一些調(diào)控RNA。本文檔共75頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\10點8分DNA的變性過程加熱部分雙螺旋解開無規(guī)則線團鏈內(nèi)堿基配對3.7核酸的變性、復(fù)性與分子雜交3.7.1核酸的變性（denaturation）或解鏈（melting）

指DNA分子由穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)松解為無規(guī)則線性結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。確切地就是維持雙螺旋穩(wěn)定性的氫鍵和疏水鍵的斷裂。DNA變性不涉及到其一級結(jié)構(gòu)的改變。凡能破壞雙螺旋穩(wěn)定性的因素都可以成為變性的條件：1）加熱。2）極端的pH。3）有機試劑甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等。本文檔共75頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\10點8分DNA變性后物理性質(zhì)發(fā)生的變化：（1）流體力學(xué)的性質(zhì)發(fā)生改變：粘度下降，而沉降速度增加；（2）提高了對紫外線的吸收能力，此稱為增色效應(yīng)。本文檔共75頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\10點8分DNA的變性溫度：

通常將核酸加熱變性過程中，紫外光吸收值達到最大值50%時的溫度稱為DNA的變性溫度（融解溫度，Tm）。

Tm（meltingtemperature）是使DNA雙螺旋鏈解開一半時的溫度。DNATm一般在70—85℃之間。本文檔共75頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\10點8分影響DNATm值的因素:(1)DNA的均一性,均一性高,熔解過程會發(fā)生在一個很窄的范圍內(nèi)。(2)G+C的含量,含量越高,Tm值越高。經(jīng)驗公式為:(G+C)%=(Tm-69.3)×2.44（馬默多蒂（Marmur-Doty）關(guān)系式）Tm值計算公式：Tm＝69.3+0.41（G+C)%，＜25bp的寡核苷酸的Tm計算：Tm＝4（G+C）+2（A+T）。(3)溶液中的離子強度:一般來說,離子強度低,熔解溫度低,熔解溫度范圍寬。本文檔共75頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\10點8分G-C含量越高，Tm的值越大，當(dāng)GC的含量上升1%，則Tm上升0.41℃。本文檔共75頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\10點8分本文檔共75頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\10點8分3.7.2核酸的