蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)

關(guān)于蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成

蛋白質(zhì)的定義：是由20種氨基酸按一定的序列通過肽鍵縮合而成的，具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具一定生物功能的生物大分子。

蛋白質(zhì)是細(xì)胞的重要組成部分，是功能最多的生物大分子物質(zhì)，幾乎在所有的生命過程中起著重要作用：1）作為生物催化劑，2）代謝調(diào)節(jié)作用，3）免疫保護(hù)作用，4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲，5）運(yùn)動與支持作用，6）參與細(xì)胞間信息傳遞。第2頁,共75頁，2024年2月25日，星期天一、蛋白質(zhì)的元素組成通過樣品含氮量計(jì)算樣蛋白質(zhì)含量：100g樣品中所含蛋白質(zhì)克數(shù)(g%)=

每克樣品中含氮克數(shù)*6.25*100主要元素：碳C、氫H、氧O、氮N大多數(shù)還含有硫；少量含：磷、鐵、銅、錳、鋅、碘等微量元素。特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含N量很接近，平均約16%。第3頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸

氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。H2N—C—COOHHR氨基羧基側(cè)鏈，代表20種不同氨基酸第4頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。

假設(shè)來寫一兩本書甲硫(蛋)色賴?yán)i異亮亮苯丙蘇

其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必須氨基酸

必須氨基酸：第5頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同層次，可將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu);二至四級為其空間結(jié)構(gòu)。第6頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（一）肽鍵和肽肽鍵:一個(gè)氨基酸的α-羧基與另一個(gè)氨基酸的α-氨基脫水縮合而成的化學(xué)鍵(-CONH-)稱為肽鍵。

一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)第7頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、肽定義：氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱為肽。多肽鏈：多個(gè)氨基酸通過肽鍵相連而成的多聚體。二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成。三肽：由三個(gè)氨基酸縮合而成。寡肽<10氨基酸多肽>10氨基酸第8頁,共75頁，2024年2月25日，星期天氨基酸殘基

肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而稍有殘缺，稱為氨基酸殘基。肽有兩個(gè)末端，即氨基末端(N-末端或N-端)和羧基末端(C-末端或C-端)。書寫時(shí)，N-末端常用H-表示，寫在左側(cè)；C-末端常用-OH表示，寫在右側(cè)。順序編號從N-端開始到C-端。多肽鏈中由肽鍵連接的部分稱為主鏈或骨干結(jié)構(gòu)；氨基酸殘基的R基團(tuán)從主鏈的α-C伸出稱為側(cè)鏈

第9頁,共75頁，2024年2月25日，星期天氨基末端(N-端)和羧基末端(C-端)主鏈(C-C-N-C)和側(cè)鏈(R)第10頁,共75頁，2024年2月25日，星期天3、生物活性肽

人體內(nèi)存在某些具有重要生理功能的低分子多肽，稱為生物活性肽。如谷胱甘肽、縮宮素、生長素、腦啡肽等。第11頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（二）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)概念：蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。它是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。

主要化學(xué)鍵：肽鍵，也是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主鍵。二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)中。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，一級結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改變。第12頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)中。第13頁,共75頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，一級結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改變。第14頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)肽鏈通過折疊、盤曲，使分子內(nèi)各原子形成一定的空間排布及相互關(guān)系，稱為蛋白質(zhì)的構(gòu)象，即空間結(jié)構(gòu)。

維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵主要有：氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力等非共價(jià)鍵和二硫鍵，統(tǒng)稱為次級鍵或副鍵。

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)包括二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。第15頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

維系二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵。

指多肽鏈主鏈在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。

只涉及肽鏈主鏈，不涉及側(cè)鏈。

主要類型有

-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲第16頁,共75頁，2024年2月25日，星期天1、

-螺旋

定義：多肽鏈的主鏈圍繞中心軸作有規(guī)律的盤曲，成螺旋狀上升的結(jié)構(gòu)為

-螺旋。

走向?yàn)轫槙r(shí)針方向，稱為右手螺旋。

維持螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的是氫鍵。

每圈螺旋由3.6個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，一個(gè)螺旋的高度為0.54nm。第17頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、

-折疊3、

-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲

多肽鏈主鏈走向呈折紙狀，成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。依靠氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（a）平行式（b）反平行式都以氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。第19頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（二）蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)

定義：整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。

三級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要依靠側(cè)鏈基團(tuán)相互作用生成的各種次級鍵。主要次級鍵：疏水作用、離子鍵（鹽鍵）、氫鍵、范德華力、二硫鍵等。

一條肽鏈的蛋白質(zhì)具備三級結(jié)構(gòu)后即具有生物學(xué)功能。第20頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（三）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

由兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成、有特定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)構(gòu)象。每條具有獨(dú)立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈又稱為亞基。

各亞基之間的結(jié)合力：疏水作用、氫鍵、離子鍵、范德華力。

亞基單獨(dú)存在沒有活性。只有聚合在一起的四級結(jié)構(gòu)，才具有蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性。第22頁,共75頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次第23頁,共75頁，2024年2月25日，星期天復(fù)習(xí)1、蛋白質(zhì)的定義，組成蛋白質(zhì)的四種主要元素。2、蛋白質(zhì)的平均含氮量是多少。3、蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么，寫出其通式。4、必需氨基酸的概念，具體是哪幾種。5、肽鍵、肽、氨基酸殘基、主鏈、側(cè)鏈的概念。6、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的概念，維持一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。7、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的概念，維持二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。8、二級結(jié)構(gòu)的主要形式。9、蛋白質(zhì)三級、四級結(jié)構(gòu)的概念，維持其結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。是由20種氨基酸按一定的序列通過肽鍵縮合而成的，具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具一定生物功能的生物大分子。主要元素：碳、氫、氧、氮。16%

指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，是基本結(jié)構(gòu)。主要化學(xué)鍵：肽鍵。

指多肽鏈主鏈在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。主要化學(xué)鍵：氫鍵。

主要類型有

-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲第24頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和分類一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、兩性電離和等電點(diǎn)2、親水膠體性質(zhì)3、蛋白質(zhì)的沉淀4、蛋白質(zhì)的變性5、紫外吸收性質(zhì)及呈色反應(yīng)第25頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（一）兩性電離和等電點(diǎn)蛋白質(zhì)分子中既含有呈堿性的氨基，能發(fā)生堿式電離又含有呈酸性的羧基，能發(fā)生酸式電離——故蛋白質(zhì)能發(fā)生兩性電離第26頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)在某一pH溶液時(shí)，解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，所帶正、負(fù)電荷數(shù)相等，稱為兼性離子。此時(shí)溶液的pH稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，用pI表示。

溶液pH＝pI時(shí)，蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等；

pH＞pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈負(fù)電荷；

pH＜pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈正電荷。

人體血漿中蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)大多數(shù)接近pH5.0，所以血漿中蛋白質(zhì)在pH=7.4的環(huán)境下以陰離子形式存在。第27頁,共75頁，2024年2月25日，星期天電泳：溶液中帶點(diǎn)粒子在電場中向電性相反的電極移動的現(xiàn)象稱為電泳第28頁,共75頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)分子在一定pH的溶液中可帶凈的負(fù)電荷或正電荷，故可在電場中發(fā)生移動。不同蛋白質(zhì)分子所帶電荷量不同，且分子大小也不同，故在電場中的移動速度也不同，據(jù)此可互相分離。第29頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達(dá)1~100nm，處于膠體顆粒的范圍。（親水膠體）蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)：布朗運(yùn)動、丁達(dá)爾效應(yīng)、不能透過半透膜、具有吸附力等。1、蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)第30頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)2、穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素：水化膜----通過氫鍵與水結(jié)合表面電荷----在非等電點(diǎn)狀態(tài)下，雙電層，帶同性電荷蛋白質(zhì)分子互相排斥。

第31頁,共75頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)不能透過半透膜，細(xì)胞膜是半透膜，所以正常尿液不含蛋白質(zhì)。透析：是利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法?？捎糜诩兓鞍踪|(zhì)。第32頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（三）蛋白質(zhì)的沉淀概念：蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。常用的沉淀方法①鹽析法；②有機(jī)溶劑沉淀法；③某些酸類沉淀法；④重金屬鹽沉淀法。第33頁,共75頁，2024年2月25日，星期天1、鹽析

向蛋白質(zhì)溶液中加入一定濃度的中性鹽（硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉等），可破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜并中和電荷，從而使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為鹽析。作用機(jī)制:

中和電荷的同時(shí)破壞水化膜;常用的中性鹽：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。鹽析沉淀蛋白質(zhì)通常不會引起蛋白質(zhì)的變性，用于蛋白質(zhì)的分離。第34頁,共75頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用沉淀第35頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、有機(jī)溶劑沉淀法用有機(jī)溶劑：酒精、甲醇、丙酮，破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜。第36頁,共75頁，2024年2月25日，星期天3、某些酸類沉淀法

黃酰水楊酸、三氯醋酸、濃硝酸、苦味酸、磷鎢酸、鞣酸等，與蛋白質(zhì)的正離子結(jié)合成不溶性的鹽而沉淀。

此法應(yīng)調(diào)整pH小于該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。往往引起蛋白質(zhì)的變性。應(yīng)用：臨床上可用這些酸類檢查尿蛋白等。第37頁,共75頁，2024年2月25日，星期天4、重金屬鹽沉淀法此法常引起蛋白質(zhì)變性。應(yīng)用：搶救重金屬中毒的病人。第38頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（四）蛋白質(zhì)的變性1、概念：在某些物理或化學(xué)因素作用下，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變和生物活性降低以致喪失的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用①物理因素：高溫、高壓、紫外線、X射線、超聲破及強(qiáng)烈震蕩等。②化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑等。2、引起變性的因素第39頁,共75頁，2024年2月25日，星期天變性的本質(zhì)：破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)變性后的性質(zhì)改變：溶解度降低、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性喪失及易受蛋白酶水解。復(fù)性：若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。蛋白質(zhì)的凝固作用：蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。第40頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（五）紫外吸收和呈色反應(yīng)

紫外吸收：酪氨酸和色氨酸對紫外線有吸收作用。最大吸收峰在280nm波長處，利用此特性，可測定蛋白質(zhì)的含量。

呈色反應(yīng)：

①雙縮脲反應(yīng)：在堿性溶液中與銅離子作用生成紫紅色絡(luò)合物。②與酚試劑反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。③在酸性溶液中可與染料“考馬斯亮藍(lán)”產(chǎn)生顏色反應(yīng)，由棕紅色變?yōu)樗{(lán)色。第41頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的分類（一）按分子形狀分類1、球狀蛋白分子形狀接近球狀或橢圓狀，分子的長短軸之比小于10，多為可溶性蛋白。2、纖維狀蛋白分子形狀類似細(xì)棒或纖維狀，分子的長短軸之比大于10，一般不溶于水，多為結(jié)構(gòu)蛋白，主要起支撐和保護(hù)作用，更新較慢。第42頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（二）按組成分類1、單純蛋白質(zhì)：其水解產(chǎn)物僅為氨基酸，沒有其他產(chǎn)物。2、結(jié)合蛋白質(zhì)：由蛋白質(zhì)與非蛋白部分組成。⑴核蛋白：輔基為核酸。⑵糖蛋白：輔基為糖類，如唾液中的黏蛋白就是由粘蛋白就是由粘多糖和蛋白質(zhì)組成。⑶脂蛋白：輔基為脂類，是各種生物膜的主要成分，如血漿脂蛋白，與脂類的消化、吸收和動員利用有關(guān)。第43頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（三）按溶解度分類可溶性蛋白質(zhì)、醇溶性蛋白質(zhì)、不溶性蛋白質(zhì)（四）按功能分類酶蛋白（生物催化劑）調(diào)節(jié)蛋白（代謝調(diào)節(jié)—激素）運(yùn)輸?shù)鞍捉Y(jié)構(gòu)蛋白受體（參與細(xì)胞間信息傳遞）防御蛋白（免疫保護(hù)）第44頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)核酸的化學(xué)

目的與要求：掌握：①核酸的分子組成；②核酸的分子結(jié)構(gòu)。了解：①某些重要的核苷酸。

重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：化學(xué)組成；兩類核酸分子組成異同；核酸的一級結(jié)構(gòu)及其主要化學(xué)鍵；

DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及堿基配對規(guī)律；

mRNA、tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；難點(diǎn)：DNA的空間結(jié)構(gòu)第45頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

核酸：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。分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩類。一、核酸的分子組成堿基：戊糖：磷酸：嘌呤堿、嘧啶堿核糖、脫氧核糖第46頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（一）核酸的基本成分

元素組成：C、H、O、N、P（9~10%）1、戊糖：

D-核糖(RNA)、D-2-脫氧核糖(DNA)。第47頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、含氮堿嘌呤堿：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）嘧啶堿：胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、胸腺嘧啶（T）

DNA中的堿基（A、G、C、T），

RNA中的堿基（A、G、C、U）。第48頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（二）組成核酸的基本單位——核苷酸1、核苷：

含氮堿與戊糖通過糖苷鍵形成的化合物稱為核苷。其中，戊糖的第一位碳原子分別于嘌呤堿的N-9和嘧啶堿的N-1相連接，形成核糖核苷或脫氧核糖核。第50頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、核苷酸：

核苷中戊糖的C-5’上的羥基與磷酸通過磷酸酯鍵連接生成核苷酸，稱為5’-核苷酸。組成RNA的核苷酸主要有：AMP、GMP、CMP、UMP

組成DNA的核苷酸主要有：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

第51頁,共75頁，2024年2月25日，星期天5′-磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)OO（N=A、G、C、U、T）HH(O)H1′2′NOHCH2HH5′4′3′PO-OOO-核糖(pentosesugar)磷酸(phosphate)

堿基(nitrogenousbase)第52頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2.1.1堿基(base)、核苷(nucleoside)、核苷酸(nucleotide)的概念和關(guān)系

NitrogenousbasePentosesugarHOCH2HOHDeoxyribose(inDNA)HOCH2HOOHRibose(inRNA)PhosphatePyrimidineCytosineThymineUracilCUTPurineAdenineGuanineAG核苷酸磷酸核苷戊糖堿基第53頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2.1.2基本堿基結(jié)構(gòu)和命名嘌呤（purine)嘧啶(pyrimidine)Adenine

(A)Guanine

(G)Cytosine(C)Uracil(U)Thymine(T)第54頁,共75頁，2024年2月25日，星期天核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名腺嘌呤核苷酸（AMP）Adenosinemonophosphate脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）Deoxyadenosinemonophosphate鳥嘌呤核苷酸（GMP）胞嘧啶核苷酸（CMP）尿嘧啶核苷酸（UMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）HOH2.1.3常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名第55頁,共75頁，2024年2月25日，星期天PPPPPPPP鳥嘌呤核苷酸（GMP）尿嘧啶核苷酸（UMP）胞嘧啶核苷酸（CMP）腺嘌呤核苷酸（AMP）脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）第56頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、核酸的分子結(jié)構(gòu)（一）核酸分子的一級結(jié)構(gòu)概念：核苷酸間的連接鍵：具有方向性3’，5’-磷酸二酯鍵

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。OHOHOH5′3′RNA一級結(jié)構(gòu)第57頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

DNA一級結(jié)構(gòu)5′3′OHOHOH5′3′RNA一級結(jié)構(gòu)第58頁,共75頁，2024年2月25日，星期天（二）核酸分子的空間結(jié)構(gòu)1、DNA的空間結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)

DNA分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式（3′-5′磷酸二酯鍵）和排列順序叫做DNA的一級結(jié)構(gòu)，簡稱為堿基序列。一級結(jié)構(gòu)的走向的規(guī)定為5′→3′。不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶有不同的遺傳信息。

一級結(jié)構(gòu)的表示法結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式5′3′第59頁,共75頁，2024年2月25日，星期天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′字母式第60頁,共75頁，2024年2月25日，星期天DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成5′3′5′3′5′3′5′3′磷酸核糖堿基T-A堿基對C-G堿基對第61頁,共75頁，2024年2月25日，星期天DNA的雙螺旋模型特點(diǎn)

a.兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈沿一個(gè)假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。一條鏈為5′—3′走向，另一條為3′-5′走向。

b.磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架組成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈間堿基按A—T，G—C配對（堿基配對原則，Chargaff定律）

c.螺旋直徑2nm，相鄰堿基平面垂直距離0.34nm,螺旋結(jié)構(gòu)每隔10個(gè)堿基對重復(fù)一次，間隔為3.4nm。第62頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

氫鍵

堿基堆集力

磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和

堿基處于疏水環(huán)境中DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素

第63頁,共75頁，2024年2月25日，星期天DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義

該模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了堿基配對原則，這是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是20世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。第64頁,共75頁，2024年2月25日，星期天DNA的三級結(jié)構(gòu)

超螺旋結(jié)構(gòu)：DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)是環(huán)狀超螺旋。真核生物染色質(zhì)(chromatin)DNA是線性雙螺旋，它纏繞在組蛋白的八聚體上形成核小體。第65頁,共75頁，2024年2月25日，星期天螺旋和超螺旋電話線螺旋超螺旋DNA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(fù)超螺旋，而擰緊則導(dǎo)致正超螺旋。第66頁,共75頁，2024年2月25日，星期天RNA的一級結(jié)構(gòu)

RNA分子中各核苷之間的連接方式（3′-5′磷酸二酯鍵）和排列順序叫做RNA的一級結(jié)構(gòu)OHOHOH5′3′RNA與DNA的差異

DNA

RNA糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU

不含稀有堿基含稀有堿基第67頁,共75頁，2024年2月25日，星期天4.1.2RNA的類別