核酸的組成與結(jié)構(gòu)_第1頁
核酸的組成與結(jié)構(gòu)_第2頁
核酸的組成與結(jié)構(gòu)_第3頁
核酸的組成與結(jié)構(gòu)_第4頁
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文檔簡介

關(guān)于核酸的組成與結(jié)構(gòu)1第1頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三2第一節(jié)

DNA的組成與結(jié)構(gòu)一、DNA(deoxyribonucleicacid)的組成

1.核酸是由許多個(gè)單核苷酸聚合而成的多核苷酸鏈;核苷酸由堿基、戊糖(D-2-脫氧核糖)和磷酸三部分構(gòu)成。

2.DNA含:A、T、C、G四種堿基嘌呤嘧啶核糖磷酸DNAA,GC,T脫氧核糖磷酸第2頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三3二、DNA的結(jié)構(gòu)與功能一級(jí)結(jié)構(gòu)(Primarystructure):指DNA分子中核苷酸的排列順序。二級(jí)結(jié)構(gòu)(Secondarystructure):雙螺旋(doublehelix)三股螺旋(triplehelix)三(高)級(jí)結(jié)構(gòu)(Tertiarystructure):超螺旋(supercoil)第3頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三4(一)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)指DNA分子中4種核苷酸的連接方式和排列順序。

1.Chargaff法則Chargaff于1946-1950年根據(jù)紙層析、離子交換層析和紫外分光光度試驗(yàn)結(jié)果提出查伽夫定則:四種堿基的數(shù)量不是等量的;同一物種DNA堿基組成不變,而物種間則有很大不同;嘌呤堿基總量與嘧啶堿基的總量相等(A+G=T+C),且腺嘌呤與胸腺嘧啶數(shù)相等“A”=“T”、鳥嘌呤與胞嘧啶數(shù)相等“G”=“C”。

2.核苷酸序列及其測定查伽夫定則表明:核酸并不是四核苷酸結(jié)構(gòu)的簡單重復(fù),核酸的堿基序列信息可能具有重要意義。以后的研究表明:堿基序列正是核酸生物學(xué)功能的基礎(chǔ),是遺傳信息的內(nèi)在形式。核酸序列分析技術(shù)是最重要的分子生物學(xué)研究技術(shù),主要包括:Sanger雙脫氧法和MaxamandGillbert化學(xué)法?;诨瘜W(xué)法的DNA序列自動(dòng)分析儀已成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。第4頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三55’末端的磷酸基團(tuán)3‘,5’-磷酸二酯鍵3‘末端羥基DNA的長度單位:堿基對(duì)(bp),千堿基對(duì)(Kb),百萬堿基對(duì)(Mb)第5頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三63.DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法線條式表示法文字表示法第6頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三7(二)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)

指兩條核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

1953年美國青年生物學(xué)家Watsn和英國中年物理學(xué)家Crick根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律和DNA的X射線衍射研究,提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,并為以后拍攝的電鏡直觀形象所證實(shí),從而奠定了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。(1)要點(diǎn):DNA分子是由兩條同軸反向互相纏繞的多核甘酸鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu);糖和磷酸排在外面構(gòu)成骨架,兩鏈相應(yīng)的核甘酸的堿基互相配對(duì)由氫鍵連接排列在內(nèi)側(cè);雙螺旋直徑為20?

,螺距為34?,包含10對(duì)堿基。(2)意義:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型還表明,DNA可以按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行半保留復(fù)制,而此前人們對(duì)復(fù)制方式一無所知;DNA核苷酸順序規(guī)定該基因編碼蛋白質(zhì)的氨基酸順序;DNA中的遺傳信息就是堿基序列;并存在某種遺傳密碼,將核苷酸序列譯成蛋白質(zhì)氨基酸順序。在其后的幾十年中,科學(xué)家們沿著這兩條途徑前進(jìn),探明了DNA復(fù)制、遺傳信息表達(dá)與中心法則等內(nèi)容。第7頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三8沃森、克里克和威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)。(左一:威爾金斯,左三:克里克左五:沃森)

FranklinRE(1920-1958)和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA晶體照片,為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論,提供了決定性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。但“科學(xué)玫瑰”沒等到分享榮耀,在研究成果被承認(rèn)之前就已凋謝。第8頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三9超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的DNA照片DNA的人工模型富蘭克林拍攝的DNA的X射線衍射圖X衍射技術(shù)是用X光透過物質(zhì)的結(jié)晶體,使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù),這個(gè)方法可以用來推測晶體的分子排列;沃森和克里克從衍射圖譜中受到啟示。第9頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三10DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第10頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三11第11頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三122.DNA分子構(gòu)型的多態(tài)性(1)右手螺旋:A-DNA、B-DNA、C-DNA、

D-DNA、E-DNA、T-DNA;(2)左手螺旋:Z-DNA。B-DNA:為DNA在生理狀態(tài)下的構(gòu)型,右手雙螺旋構(gòu)型(沃森和克里克模型),每螺旋為10個(gè)核苷酸對(duì)。

A-DNA:為DNA的脫水構(gòu)型,右手螺旋,每螺旋為11個(gè)核苷酸對(duì)。

Z-DNA:為左手螺旋,每個(gè)螺旋含12個(gè)核苷酸對(duì)。第12頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三13DNA分子構(gòu)型的多態(tài)性第13頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三143.DNA的其它螺旋結(jié)構(gòu)(1)回文結(jié)構(gòu):DNA序列中以某一中心區(qū)域?yàn)閷?duì)稱軸,其兩側(cè)的堿基對(duì)順序正讀和反讀都相同的雙螺旋結(jié)構(gòu)。即對(duì)稱軸一側(cè)的片段旋轉(zhuǎn)180°后,與另一側(cè)片段對(duì)稱重復(fù),稱為反轉(zhuǎn)重復(fù)序列?;匚慕Y(jié)構(gòu)能形成十字結(jié)構(gòu)和發(fā)夾結(jié)構(gòu)。第14頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三15

(2)反轉(zhuǎn)重復(fù)(invertedrepeated):由反方向互補(bǔ)的兩個(gè)DNA片段組成,兩個(gè)反轉(zhuǎn)重復(fù)序列又叫回文序列(palindromesequence)。(3)鏡像重復(fù)(mirrorrepeat)

:存在于同一股上的某些DNA區(qū)段的反向重復(fù)序列。此序列各單股中沒有互補(bǔ)序列,不能形成十字型或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。(4)直接重復(fù)(directrepeat):由同一方向完全相同的兩個(gè)序列組成。又稱為正向重復(fù)序列、順向重復(fù)序列。第15頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三16(5)DNA三股螺旋(triplestrandsDNA,H-DNA,ts-DNA):

1957年由Felesnfeld及Davis首先發(fā)現(xiàn)。多聚嘧啶和多聚嘌呤組成的DNA螺旋區(qū)段,其序列中有較長的鏡像重復(fù)時(shí),形成局部三股配對(duì),并互相盤繞的三股螺旋,其中兩股的堿基按Watson-Crick方式配對(duì),第三股多聚嘧啶(鏡像重復(fù))通過TAT和CGC配對(duì),而處于雙螺旋的大溝中。三條鏈均為同型嘌呤(Hpu)或同型嘧啶(Hpy),有兩種基本類型:

Pu-Pu-Py型:在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。

Py-Pu-Py型:在偏酸性介質(zhì)中穩(wěn)定。三鏈DNA既可以是B-DNA與另一條DNA鏈結(jié)合成的鏈間的三鏈DNA,又可以是B-DNA與其自身的一條鏈結(jié)合形成的鏈內(nèi)的三鏈DNA。分子內(nèi)三鏈DNA于1987年由Mirkin在超螺旋中發(fā)現(xiàn),其形成要求雙螺旋中存在連續(xù)的嘌呤或嘧啶序列,而且必須是鏡像重復(fù)序列。第16頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三17第17頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三18(三)DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)1.超螺旋(supercoilorsuperhelix

)結(jié)構(gòu)(1)超螺旋的發(fā)現(xiàn)

1965年Vinograd等用電鏡發(fā)現(xiàn)SV40和多瘤病毒的環(huán)形DNA的超螺旋;超螺旋是雙螺旋DNA進(jìn)一步扭曲盤繞形成的高級(jí)結(jié)構(gòu)。

a.絕大多數(shù)原核生物DNA都是共價(jià)封閉環(huán)(covalentlyclosedcircle,CCC)分子,雙螺旋環(huán)狀分子螺旋化成為超螺旋結(jié)構(gòu)。

b.有些單鏈環(huán)形染色體(如φx174)或雙鏈線形染色體(如噬菌體),在其生活周期的某一階段,染色體也變?yōu)槌菪Y(jié)構(gòu)。

c.真核生物的染色體多為線形分子,但DNA均與蛋白質(zhì)相結(jié)合,同樣具有超螺旋形式。第18頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三19第19頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三20(2)超螺旋的形成

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中,一般每轉(zhuǎn)一圈有10個(gè)核苷酸對(duì),平時(shí)雙螺旋總處于能量最低狀態(tài);若正常DNA雙螺旋額外地多轉(zhuǎn)或少轉(zhuǎn)幾圈,使每一圈的核苷酸數(shù)目大于或小于10,就會(huì)出現(xiàn)雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的改變,在DNA分子中產(chǎn)生額外張力;若此時(shí)雙螺旋的末端是固定的或是環(huán)狀分子,雙鏈不能自由轉(zhuǎn)動(dòng),額外的張力不能釋放,導(dǎo)致DNA分子內(nèi)部原子空位置的重排,造成扭曲,出現(xiàn)超螺旋。(3)超螺旋的方向性

a.正超螺旋:繩子的兩股以右旋方向纏繞,如果在一端使繩子向纏緊的方向旋轉(zhuǎn),再將繩子兩端連接起來,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)左旋的超螺旋,以解除外加的旋轉(zhuǎn)造成的脅變,這樣的超螺旋叫正超螺旋。

b.負(fù)超螺旋:如果在繩子一端向松纏方向旋轉(zhuǎn),再將繩子兩端連接起來,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)右旋的超螺旋,以解除外加的旋轉(zhuǎn)所造成的脅變,這樣的超螺旋稱負(fù)超螺旋。第20頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三21第21頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三22c.松旋效應(yīng)和緊旋效應(yīng):形成負(fù)超螺旋時(shí),旋轉(zhuǎn)方向與DNA雙螺旋方向相反,旋轉(zhuǎn)結(jié)果使DNA分子內(nèi)部張力減小,稱為松旋效應(yīng)(在自然條件下共價(jià)封閉環(huán)狀DNA呈負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu));與負(fù)超螺旋相反,形成正超螺旋時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與DNA雙螺旋方向相同,結(jié)果加大了DNA分子內(nèi)部張力,具有緊旋效應(yīng)。(4)環(huán)繞數(shù)和超螺旋的關(guān)系

White在1969年建立了White方程來對(duì)超螺旋進(jìn)行定量描敘,說明環(huán)繞數(shù)和超螺旋的關(guān)系。L=T+WL(linkingnumber):鏈環(huán)數(shù)或稱拓?fù)洵h(huán)繞數(shù),指DNA中一條鏈繞另一條鏈的總次數(shù)。L是整數(shù),在不發(fā)生鏈斷裂時(shí)其值為常數(shù),右手螺旋對(duì)L取正值。T(twistingnumber):纏繞數(shù),即雙螺旋的圈數(shù)。T為變量,可以是非整數(shù),右手螺旋時(shí)T為正值。W(writhingnumber):扭曲數(shù),即超數(shù)旋數(shù)。W為變量,可以是非整數(shù),右手螺旋時(shí),W取負(fù)值。第22頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三23第23頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三24第24頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三25第25頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三26(5)DNA的超螺旋密度(λ)

λ=(L-L0)/L0

L0是指松馳環(huán)形DNA的L值,天然DNA的超螺旋密度一般為-0.03~-0.09,平均每100個(gè)螺旋出現(xiàn)3-9個(gè)負(fù)超螺旋。

a.天然的DNA都呈負(fù)超螺旋,但體外可得到正超螺旋;由于雙鏈DNA是動(dòng)態(tài)變化的,其負(fù)超螺旋的鏈環(huán)數(shù)也會(huì)有所波動(dòng)。

b.負(fù)超螺旋會(huì)部分地轉(zhuǎn)變?yōu)閱捂溑轄罱Y(jié)構(gòu),這種單鏈泡狀結(jié)構(gòu)也是解除松纏作用造成的脅變的一種途徑;當(dāng)然蛋白質(zhì)會(huì)與這些單鏈泡狀結(jié)構(gòu)結(jié)合參與復(fù)制活轉(zhuǎn)錄;這也許就是為什么在生物內(nèi)DNA總是采取負(fù)超螺旋形式的主要原因。

c.溴化乙錠(ethidiumbromide)能與DNA緊密結(jié)合,使DNA的密度降低;它插入DNA分子堿基對(duì)之間,引起DNA分子松旋,隨著EB量的增加,負(fù)超螺旋DNA就轉(zhuǎn)變?yōu)樗沙趹B(tài);EB的進(jìn)一步增加,DNA就轉(zhuǎn)變?yōu)檎菪5?6頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三27第27頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三28(6)不同類型DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

a.超螺旋使環(huán)狀DNA分子變得更致密,在超速離心和在凝膠電泳中的遷移速度都增加;瓊脂糖凝膠電泳可將超螺旋僅差一圈的DNA分離開。

b.真核生物中,DNA與組蛋白八聚體形成核小體結(jié)構(gòu)時(shí),存在著負(fù)超螺旋。c.DNA超螺旋是由DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶產(chǎn)生的。

d.坍縮DNA:當(dāng)閉合環(huán)超螺旋變成閉合環(huán)松弛形DNA時(shí),經(jīng)堿變性或熱變性使其氫鍵斷裂,但兩條鏈無法分離,結(jié)果生成兩條鏈緊密纏結(jié)的分子;坍縮DNA具有很高的沉降常數(shù),相對(duì)沉降常數(shù)約3.0(單鏈環(huán)狀DNA的相對(duì)沉降常數(shù)大約為1.14;線性單鏈DNA的相對(duì)沉降常數(shù)為1.30)。

e.環(huán)連DNA:在DNA復(fù)制過程中的產(chǎn)物或由拓?fù)洚悩?gòu)酶催化生成,由兩個(gè)以上環(huán)形DNA分子環(huán)連而成。

f.閉合環(huán)超螺旋DNA對(duì)于溫度和堿性有較強(qiáng)的抵抗力,不容易發(fā)生變性;這樣,可以尋找一個(gè)臨界條件,使閉合環(huán)松弛形和開環(huán)松弛形DNA發(fā)生變性;而閉合環(huán)超螺旋不變性或很少變性。很多分離或鑒定閉合環(huán)超螺旋形DNA的方法都是依據(jù)其特性而設(shè)計(jì)的。第28頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三29第29頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三30第30頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三31(7)超螺旋的意義

a.超螺旋的形成是DNA分子復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的需要:生物體內(nèi)DNA結(jié)構(gòu)是處于動(dòng)態(tài)之中,超螺旋的引入就提高了DNA的能量水平,而超螺旋程度的改變介導(dǎo)了DNA結(jié)構(gòu)的變化,即超螺旋多余的能量可能使DNA雙股鏈分開,或局部熔解,這種結(jié)構(gòu)上的變化對(duì)DNA分子復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等的啟動(dòng)很重要。

b.超螺旋可使DNA分子形成高度致密的狀態(tài)從而得以容納于有限的空間。如E.coli的DNA的總長度是其細(xì)胞長度的100倍,由于它的DNA存在著超螺旋才能包裝成類核(nucleoid)。

c.染色體的形成過程:一級(jí)結(jié)構(gòu)(核小體,直徑10nm)、二級(jí)結(jié)構(gòu)(螺線體,直徑30nm)、三級(jí)結(jié)構(gòu)(超螺線體,直徑400nm)、四級(jí)結(jié)構(gòu)(染色體,直徑1000nm),DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤旋所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。

第31頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三32第32頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三33第33頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三34第二節(jié)、RNA的組成與結(jié)構(gòu)一、RNA的組成

RNA所含的戊糖為D-核糖,堿基為A、C、G、U。二、RNA的基本結(jié)構(gòu)1.RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu):指RNA分子中4種核苷酸的連接方式和排列順序。2.RNA的分類及其二級(jí)結(jié)構(gòu)(1)mRNA:帽子結(jié)構(gòu)和尾巴,5’端,7’-甲基鳥苷;3’端,polyA尾巴。(2)rRNA:單鏈RNA自行盤繞形成局部雙螺旋的多“莖”多“環(huán)”結(jié)構(gòu),螺旋部分稱為“莖”或“臂”非螺旋部分稱為“環(huán)”,在螺旋區(qū),A與U配對(duì),G與C配對(duì)。5SrRNA和16SrRNA分別構(gòu)成大亞基和小亞基。(3)tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu):三葉草形狀可分為:氨基酸接受區(qū)、反密碼區(qū)、二氫尿嘧啶區(qū)、TΨC區(qū)和可變區(qū)。除氨基酸接受區(qū)外,其余每個(gè)區(qū)都含有一個(gè)突環(huán)和一個(gè)臂。第34頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三353.tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu):倒“L”形,所有的tRNA折疊后形成大小相似及三維構(gòu)象相似的三級(jí)結(jié)構(gòu),這有利于攜帶的氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體的特定部位。在翻譯過程中轉(zhuǎn)運(yùn)各種氨基酸至核糖體,按mRNA的密碼順序合成蛋白質(zhì)的作用。第35頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三36三、mRNA的具體結(jié)構(gòu)與功能1.原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)多順反子(polycistron):一分子mRNA帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息,可以作為幾種蛋白質(zhì)的模板,能翻譯出幾種蛋白質(zhì)。(2)mRNA5′端無帽子結(jié)構(gòu),3′端一般無多聚A的尾巴。(3)一般沒有修飾堿基。第36頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三372.真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1)5′末端有帽子結(jié)構(gòu)。真核生物mRNA在轉(zhuǎn)錄后,在5’端加上帽子(7-甲基鳥嘌呤核苷),在蛋白質(zhì)翻譯時(shí)識(shí)別起始位置及防止被RNA酶降解。第37頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三38(2)3′端多數(shù)帶有多聚A的尾巴(polyadenylatetail),其長度為20~200個(gè)A.(3)分子中可能有修飾堿基,主要是甲基化。(4)分子中有編碼區(qū)與非編碼區(qū)。非編碼區(qū)(untranslatedregionUTR)位于編碼區(qū)的兩端;5′非編碼區(qū)有翻譯起始信號(hào)。第38頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三39四、tRNA:轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸1.單鏈小分子,含73~93個(gè)核苷酸;2.含有很多稀有堿基或修飾堿基,多為甲基化;3.5′端總是磷酸化,且常是pG;4.3′端為CCAOH;5.二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形;6.三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。第39頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三40五、rRNA原核生物真核生物核糖體70S80S小亞基30S40SrRNA16S(1542個(gè)核苷酸)18S(1874個(gè)核苷酸)蛋白質(zhì)21種(占總重量的40%)33種(占總重量50%)大亞基50S60SrRNA23S(2940個(gè)核苷酸)28S(4718個(gè)核苷酸)5S(120個(gè)核苷酸)5.8S(160個(gè)核苷酸)5S(120個(gè)核苷酸)蛋白質(zhì)31種(占總重量的30%)49種(占總重量的35%)1.核糖體的組成第40頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三412.rRNA二級(jí)結(jié)構(gòu):

單鏈RNA自行盤繞形成局部雙螺旋的多“莖”多“環(huán)”結(jié)構(gòu),螺旋部分稱為“莖”或“臂”非螺旋部分稱為“環(huán)”,在螺旋區(qū),A與U配對(duì),G與C配對(duì)。

第41頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三423.原核生物rRNA的特點(diǎn)(1)原核生物16SrRNA的3′端有一保守序列ACCUCCU,是mRNA的識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)。(2)原核生物5SrRNA的第43~47位核苷酸為CGAAC序列,可與tRNA上GTΨCG互補(bǔ)。4.真核生物rRNA的特點(diǎn)(1)真核生物5.8SrRNA上也有相同的CGAAC序列,是tRNA與rRNA相互識(shí)別、相互作用的部位。(2)rRNA上有許多rRNA之間識(shí)別結(jié)合部位及蛋白質(zhì)的相互作用部位。第42頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三43原核生物70S核糖體真核生物80S核糖體核糖體的結(jié)構(gòu)第43頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三44六、核酶:有催化活性的RNA

1.核酶的發(fā)現(xiàn)

1982年,美國ThomasCech在研究四膜蟲rRNA自我剪接時(shí)發(fā)現(xiàn)的;與此同時(shí),加拿大的SidneyAltman發(fā)現(xiàn)RNaseP分子中的RNA組分有催化活性;1989年分享了Noble化學(xué)獎(jiǎng)。

2.核酶的發(fā)現(xiàn)意義不僅拓寬了生物催化劑的領(lǐng)域,而且對(duì)RNA的生物學(xué)功能開創(chuàng)了一種歷史性的新認(rèn)識(shí):RNA不僅具有儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的功能,而且還具有生物催化劑的功能,在一定程度上可以說,RNA一身兼有DNA和蛋白質(zhì)兩大類生物大分子的功能。第44頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三453.核酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)核酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)于催化活性很重要。Symons提出“錘頭”狀二級(jí)結(jié)構(gòu),三個(gè)螺旋區(qū),13(或11)個(gè)保守核苷酸序列。第45頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三46

七、核內(nèi)不均一RNA(hnRNA)指真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄生成mRNA的前體;加工過程包括:5′加帽;3′端加尾;內(nèi)含子的切除和外顯子的拼接;分子內(nèi)部的甲基化修飾作用;核苷酸序列的編輯作用。

八、小分子核內(nèi)RNA(snRNA)真核細(xì)胞核內(nèi)一組小分子RNA,含70~300堿基,序列中尿嘧啶含量較高,因此又用U命名。既非任何RNA的前體,也非某種RNA代謝的中間產(chǎn)物,而是具有獨(dú)特功能且獨(dú)立存在的實(shí)體,參與mRNA的加工等多種功能。常與多種特異的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,形成小分子核內(nèi)核蛋白顆粒(smallnuclearribonucleoproteinparticle,snRNP)第46頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三47九、反義RNA1.堿基序列正好與有意義mRNA互補(bǔ)的RNA,又稱為調(diào)節(jié)RNA。2.可與mRNA配對(duì)結(jié)合形成雙鏈,最終抑制mRNA作為模板進(jìn)行翻譯。3.還可作為DNA復(fù)制的抑制因子,與引物RNA互補(bǔ)結(jié)合抑制DNA復(fù)制,及在轉(zhuǎn)錄水平上與mRNA5′端互補(bǔ),阻止RNA合成轉(zhuǎn)錄。4.可以人工合成反義RNA來調(diào)節(jié)基因的表達(dá),用于疾病治療。5.原核生物中也有一種mRNA干擾互補(bǔ)RNA(MrnainterferingcomplementaryRNA,micRNA),也可與特異mRNA結(jié)合并阻止翻譯。第47頁,講稿共52頁,2023年5月2日,星期三48第三節(jié)、核

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