核酸的結(jié)構(gòu)與功能培訓(xùn)課件

1869MiescherisolatedDNAforthefirsttime.確定了生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA

核酸(nucleicacid)

是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。1核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸的分類及分布存在于細(xì)胞核和線粒體

分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息，并通過(guò)復(fù)制傳遞給下一代。是DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體2核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023第一節(jié)核酸的化學(xué)組成及其一級(jí)結(jié)構(gòu)TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid3核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸核酸在核酸酶的作用下水解成核苷酸。

核苷酸由堿基、戊糖、磷酸組成核苷酸由堿基(base)、戊糖(pentose)和磷酸3種成分以共價(jià)鍵依次連接而成。4核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸的化學(xué)組成

元素組成C、H、O、N、P（9%~10%）

分子組成——堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿——戊糖(pentose)：核糖，脫氧核糖——磷酸(phosphate)5核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸(DNA和RNA)核苷酸核苷和脫氧核苷磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶核糖脫氧核糖核酸組成6核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023分子組成堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖磷酸(phosphate)一、核苷酸是構(gòu)成核酸的基本組成單位7核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023堿基(base)是含氮的雜環(huán)化合物。堿基嘌呤嘧啶腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中僅存在于RNA中僅存在于DNA中堿基8核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鳥(niǎo)嘌呤(guanine,G)9核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)10核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023戊糖（構(gòu)成RNA）1′2′3′4′5′核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)11核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023

嘌呤N-9或嘧啶N-1與核糖C-1通過(guò)β-N-糖苷鍵相連形成核苷(ribonucleoside)。核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH1'2'糖苷鍵1′1AR,GR,UR,CR12核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023脫氧核苷嘌呤N-9

或嘧啶N-1與脫氧核糖C-1通過(guò)β-N-糖苷鍵相連形成脫氧核苷(deoxyribonucleoside)。1′1HdAR,dGR,dTR,dCR13核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023

“稀有核苷”是由“稀有堿基”所生成的核苷。假尿苷（ψ）β1’,C5-糖苷鍵β1’C514核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核苷或脫氧核苷與磷酸通過(guò)酯鍵結(jié)合構(gòu)成核苷酸(ribonucleotide)或脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。核苷酸(ribonucleotide)

AMP,GMP,UMP,CMPNNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷鍵酯鍵脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

15核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023多磷酸核苷酸16核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023環(huán)化核苷酸：cAMP、cGMP，是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的第二信使。cAMP核苷酸衍生物17核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023體內(nèi)重要的核苷酸衍生物含核苷酸的生物活性物質(zhì)：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD

等都含有

AMPNADP+NAD+18核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023二、DNA是脫氧核苷酸通過(guò)3’,5’-磷酸二酯鍵連接形成的大分子一個(gè)脫氧核苷酸3的羥基與另一個(gè)核苷酸5的α-磷酸基團(tuán)縮合形成磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)。

多個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵構(gòu)成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA鏈。19核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/20235′-末端3′-末端CGA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵20核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023交替的磷酸基團(tuán)和戊糖構(gòu)成了DNA的骨架(backbone)。DNA鏈的方向是5

→

321核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯鍵的線性大分子RNA也是多個(gè)核苷酸分子通過(guò)酯化反應(yīng)形成的線性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。22核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。5′端3′端CGA四、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是核苷酸的排列順序23核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023AGP5PTPGPCPTPOH3書(shū)寫(xiě)方法：5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

324核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸分子的大小常用堿基(base或kilobase)數(shù)目來(lái)表示。小的核酸片段(<50bp)常被稱為寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的長(zhǎng)度可以高達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)堿基。25核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023第二節(jié)DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能DimensionalStructureandFunctionofDNA26核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA的空間結(jié)構(gòu)又分為二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)和高級(jí)結(jié)構(gòu)。DNA的空間結(jié)構(gòu)(spatialstructure)構(gòu)成DNA的所有原子在三維空間具有確定的相對(duì)位置關(guān)系。doublehelix：Thenaturalcoiledconformationoftwocomplementary,antiparallelDNAchainsbytheformationofA-TandG-Cbasepairs.27核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023一、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)WatsonandCrick:1953年提出雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine196228核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023不同生物種屬的DNA的堿基組成不同同一個(gè)體的不同器官或組織的DNA堿基組成相同。[A]=[T]，[G]=[C]Chargaff規(guī)則（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景獲得了高質(zhì)量的DNA分子的X射線衍射照片。提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)(doublehelix)模型。29核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大腸桿菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04結(jié)核桿菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01豬29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物來(lái)源DNA堿基組分和相對(duì)比例30核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/20231953年由Wilkins研究小組的RosalindFranklin獲得了高質(zhì)量的X線衍射照片，顯示出DNA是螺旋形分子，從密度上也提示了DNA為雙鏈分子。

RosalindFranklin31核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023WatsonandCrick's1953NaturepaperproposingadoublehelixstructureforDNA

StructureforDeoxyriboseNucleicAcid

2April1953MOLECULARSTRUCTUREOFNUCLEICACIDS

32核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行(anti-parallel)。兩條鏈圍繞著同一個(gè)螺旋軸形成右手螺旋(right-handed)的結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2nm，螺距為3.4nm。脫氧核糖和磷酸基團(tuán)組成的親水性骨架位于雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，疏水的堿基位于內(nèi)側(cè)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面形成了一個(gè)大溝(majorgroove)和一個(gè)小溝(minorgroove)。（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)33核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)B-DNAhelix：

Aright-handeddoublehelixwiththefollowingcharacteristics:thetwostrandsareantiparallel;thebasesareinsidethehelixandthephosphatesanddeoxyribosesugarsareontheoutside;adenineformshydrogenbondswiththymine,andguanineformsthemwithcytosine;thebasesineachpairarecoplanar;thereare10.4residuesperturn,withapitchof35?.34核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/202335核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023大溝與小溝36核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/20232.DNA雙鏈之間形成了互補(bǔ)堿基對(duì)堿基配對(duì)關(guān)系稱為互補(bǔ)堿基對(duì)(complementarybasepair)。DNA的兩條鏈則互為互補(bǔ)鏈(complementarystrand)。堿基對(duì)平面與螺旋軸垂直。37核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023相鄰兩個(gè)堿基對(duì)會(huì)有重疊，產(chǎn)生了疏水性的堿基堆積力(basestackinginteraction)。堿基堆積力和互補(bǔ)堿基對(duì)的氫鍵共同維系著DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。3.疏水作用力和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。堿基堆積作用力38核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023Z（三）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性39核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023旋向螺距(nm)堿基數(shù)（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.3112.5平滑體外脫水B型右手3.4102.3平滑DNA生理?xiàng)l件Z型左手4.5121.8鋸齒型CG序列三種DNA構(gòu)型的比較40核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/202341核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（四）DNA的多鏈螺旋結(jié)構(gòu)在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被質(zhì)子化，可與鳥(niǎo)嘌呤的N-7原子形成氫鍵；同時(shí)，胞嘧啶的N-4的氫原子也可與鳥(niǎo)嘌呤的O-6形成氫鍵，這種氫鍵被稱為Hoogsteen氫鍵。Hoogsteen氫鍵Hoogsteen氫鍵，不破壞Watson-Crick氫鍵，由此形成了C＋GC的三鏈結(jié)構(gòu)(triplex)。42核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023三鏈結(jié)構(gòu)43核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023鳥(niǎo)嘌呤之間通過(guò)Hoogsteen氫鍵形成特殊的四鏈結(jié)構(gòu)(tetraplex)。四鏈結(jié)構(gòu)44核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重復(fù)序列，因而自身形成了折疊的四鏈結(jié)構(gòu)。45核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023二、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤(pán)繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。正超螺旋(positivesupercoil)盤(pán)繞方向與DNA雙螺旋方同相同。負(fù)超螺旋(negativesupercoil)盤(pán)繞方向與DNA雙螺旋方向相反。

46核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（一）原核生物DNA的環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)原核生物DNA多為環(huán)狀，以負(fù)超螺旋的形式存在，平均每200堿基就有一個(gè)超螺旋形成。47核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的電鏡圖象48核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023右旋，再右旋右旋后，左旋49核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/202350核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/202351核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的結(jié)構(gòu)真核生物DNA以非常有序的形式存在于細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞周期的大部分時(shí)間里，DNA以松散的染色質(zhì)(chromatin)形式存在，在細(xì)胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。52核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA染色質(zhì)呈現(xiàn)出的串珠樣結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)的基本單位是核小體(nucleosome)。DNA染色質(zhì)的電鏡圖像53核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA：約200bp

組蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小體的組成

核心顆粒核小體連接區(qū)核小體：是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)單元。54核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核小體串珠樣的結(jié)構(gòu)coreparticlesParticlesresultingfrommicrococcalnucleasedigestionofnucleosomes,consistingof140-bpDNAandthehistoneoctamerofanucleosome.55核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023真核生物的染色體細(xì)胞凋亡時(shí)，DNA發(fā)生核小體間的斷裂，結(jié)果產(chǎn)生含有不同數(shù)量的核小體片段，每個(gè)核小體片段都是200bp的整數(shù)倍，瓊脂糖凝膠電泳時(shí)，形成梯狀條帶。56核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023結(jié)腸癌的凋亡細(xì)胞電泳照片小鼠胸腺細(xì)胞凋亡照片57核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ)?；驈慕Y(jié)構(gòu)上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。三、DNA是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)58核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023兩種最重要的生物大分子比較

項(xiàng)目蛋白質(zhì)核酸組成單位氨基酸核苷酸種類20種A、C、G、T(DNA)A、C、G、U(RNA)連接方式

肽鍵磷酸二酯鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)AA排列順序堿基序列空間結(jié)構(gòu)二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)雙螺旋、超螺旋、蛋白-核酸非共價(jià)結(jié)合功能

生命活動(dòng)直接執(zhí)行者遺傳信息貯存、傳代、表達(dá),決定蛋白結(jié)構(gòu)59核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023第三節(jié)

RNA的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofRNA60核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023RNA與蛋白質(zhì)共同負(fù)責(zé)基因的表達(dá)和表達(dá)過(guò)程的調(diào)控。RNA通常以單鏈的形式存在，但有復(fù)雜的局部二級(jí)結(jié)構(gòu)或三級(jí)結(jié)構(gòu)。RNA比DNA小的多。RNA的種類、大小和結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比DNA表現(xiàn)出多樣性。61核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023RNA的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)。(a)莖-環(huán)狀結(jié)構(gòu)，發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)；(b)“假結(jié)”樣結(jié)構(gòu)62核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023RNA的種類、分布、功能63核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白質(zhì)的模板。不均一核RNA(hnRNA)含有內(nèi)含子(intron)和外顯子(exon)。外顯子是氨基酸的編碼序列，而內(nèi)含子是非編碼序列。hnRNA經(jīng)過(guò)剪切后成為成熟的mRNA。一、mRNA是蛋白質(zhì)合成中的模板64核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNAmRNA成熟過(guò)程

外顯子(exon)65核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023從AUG開(kāi)始，每三個(gè)核苷酸為一組編碼了一個(gè)氨基酸，稱為三聯(lián)體密碼(codon)。成熟的mRNA由氨基酸編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成。5-末端的帽子(cap)結(jié)構(gòu)和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)結(jié)構(gòu)。成熟的真核生物mRNA66核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023帽子結(jié)構(gòu):m7GpppNm（一）大部分真核細(xì)胞mRNA的5'末端都以7-甲基鳥(niǎo)嘌呤-三磷酸核苷為起始結(jié)構(gòu)mRNA的帽結(jié)構(gòu)可以與帽結(jié)合蛋白(capbindingprotein，CBP)結(jié)合。67核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023真核生物的mRNA的3-末端轉(zhuǎn)錄后加上一段長(zhǎng)短不一的聚腺苷酸。（二）在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)68核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNA的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能69核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（三）mRNA依照自身的堿基順序指導(dǎo)蛋白質(zhì)氨基酸順序的合成從mRNA分子5'末端起的第一個(gè)AUG開(kāi)始，每3個(gè)核苷酸為一組稱為密碼子(codon)或三聯(lián)體密碼(tripletcode)。AUG被稱為起始密碼子；決定肽鏈終止的密碼子則稱為終止密碼子。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為開(kāi)放閱讀框(openreadingframe,ORF)，決定了多肽鏈的氨基酸序列。70核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（四）mRNA的成熟過(guò)程是hnRNA的剪接過(guò)程卵清蛋白mRNA的成熟71核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的載體,將氨基酸轉(zhuǎn)呈給mRNA。由74～95核苷酸組成；占細(xì)胞總RNA的15%；具有很好的穩(wěn)定性。二、tRNA是蛋白質(zhì)合成中的氨基酸載體72核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023（一）tRNA中含有多種稀有堿基*

tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含10~20%稀有堿基，如DHU3′末端為—CCA-OH5′末端大多數(shù)為G

具有TC73核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023tRNA具有局部的莖環(huán)(stem-loop)結(jié)構(gòu)或發(fā)卡(hairpin)結(jié)構(gòu)。（二）tRNA具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)——三葉草形氨基酸臂DHU環(huán)反密碼環(huán)TψC環(huán)附加叉74核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要特征：1.三環(huán)四臂2.氨基酸臂3′端有CCA-OH的共有結(jié)構(gòu)3.D環(huán)上有二氫尿嘧啶（D）4.反密碼環(huán)上的反密碼子與mRNA相互作用5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動(dòng)6.TψC環(huán)含有T和ψ7.含有修飾堿基和不變核苷酸Anticodon：

Three-nucleotidesequenceoftRNAthatbase-pairswithacodoninmRNA.75核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023tRNA的倒L三級(jí)結(jié)構(gòu)76核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023tRNA的3-末端都是以CCA結(jié)尾。3-末端的A與氨基酸共價(jià)連結(jié)，tRNA成為了氨基酸的載體。不同的tRNA可以結(jié)合不同的氨基酸。（三）tRNA的3-末端連接氨基酸77核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023tRNA的反密碼子環(huán)上有一個(gè)由三個(gè)核苷酸構(gòu)成的反密碼子(anticodon)。tRNA上的反密碼子依照堿基互補(bǔ)的原則識(shí)別mRNA上的密碼子。（四）tRNA的反密碼子識(shí)別mRNA的密碼子78核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核蛋白體RNA(ribosomalRNA，rRNA)是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA(>80％)。rRNA與核蛋白體蛋白結(jié)合組成核蛋白體(ribosome)，為蛋白質(zhì)的合成提供場(chǎng)所。三、以rRNA為組分的核蛋白體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所79核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核蛋白體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個(gè)核苷酸18S1874個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸28S5.85S5S4718個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸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%80核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023大腸桿菌的核蛋白體81核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/202318S

rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)82核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023蛋白質(zhì)合成時(shí)形成的復(fù)合體83核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023RNA組學(xué)是研究細(xì)胞內(nèi)snmRNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。同一生物體內(nèi)不同種類的細(xì)胞、同一細(xì)胞在不同時(shí)空狀態(tài)下snmRNAs表達(dá)譜的變化，以及與功能之間的關(guān)系。四、snmRNA參與了基因表達(dá)的調(diào)控細(xì)胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA，統(tǒng)稱為非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)。snmRNAs84核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核內(nèi)小RNA核仁小RNA胞質(zhì)小RNA催化性小RNA小片段干涉RNA

參與hnRNA的加工剪接snmRNAs的種類snmRNAs的功能85核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酶某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。86核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023RNA具有酶活性的發(fā)現(xiàn)SidneyAltman，ThomasR.Cech

（1939-）（1947-）TheNobelPrizeinChemistry1989fortheirdiscoveryofcatalyticpropertiesofRNA

87核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023siRNA是生物宿主對(duì)外源侵入的基因表達(dá)的雙鏈RNA進(jìn)行切割所產(chǎn)生的特定長(zhǎng)度和特定核酸序列的小片段RNA。siRNA可以與外源基因表達(dá)的mRNA相結(jié)合，并誘發(fā)這些mRNA的降解。基于此機(jī)理，人們發(fā)明了RNA干擾(RNAinterference，RNAi)技術(shù)。小片段干擾RNA88核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四節(jié)89核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸的酸堿及溶解度性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性。核酸的高分子性質(zhì)粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA沉降行為:不同構(gòu)象的核酸分子的沉降的速率有很大差異，這是超速離心法提取和純化核酸的理論基礎(chǔ)。90核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023核酸在波長(zhǎng)260nm

處有強(qiáng)烈的吸收，是由堿基的共軛雙鍵所決定的。這一特性常用作核酸的定性和定量分析。一、核酸分子具有強(qiáng)烈的紫外吸收91核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023堿基的紫外吸收光譜92核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA或RNA的定量A260=1.0相當(dāng)于50μg/ml雙鏈DNA(dsDNA)40μg/ml單鏈DNA(ssDNAorRNA)20μg/ml寡核苷酸確定樣品中核酸的純度

純

DNA:A260/A280=1.8

純

RNA:A260/A280=2.0紫外吸收的應(yīng)用93核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023二、DNA變性是雙鏈解離為單鏈的過(guò)程在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開(kāi)成兩條單鏈的過(guò)程。定義DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。常見(jiàn)因素：過(guò)量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等。94核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023協(xié)同性的DNA解鏈高溫或極端的pHDNA的變性95核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023部分變性DNA的電鏡圖像變性后理化性質(zhì)變化：OD260增高

粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸堿滴定曲線改變生物活性喪失96核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023增色效應(yīng)(hyperchromiceffect)：DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象。DNA解鏈時(shí)的紫外吸收變化97核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023DNA的解鏈曲線連續(xù)加熱DNA的過(guò)程中以溫度相對(duì)于A260值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。解鏈過(guò)程中，紫外吸光度的變化達(dá)到最大變化值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。解鏈溫度(meltingtemperature，Tm)98核酸的結(jié)構(gòu)與功能7/24/2023G+C含量越高，解鏈溫度就越高