生物化學 課件 第二節(jié) 核酸的結(jié)構(gòu)與功能

第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、DNA的結(jié)構(gòu)與功能（一）DNA的一級結(jié)構(gòu)

定義：指DNA分子中脫氧核苷酸從5′-末端到3′-末端的排列順序。

由于脫氧核苷酸之間的差別僅在于堿基的不同，所以DNA的一級結(jié)構(gòu)就是它的堿基

排列順序，又稱堿基序列。5

pApCpTpGpCpT-OH3

5

ACTGCT3

DNA一級結(jié)構(gòu)的表示方式：

二、DNA的二級結(jié)構(gòu)（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點1.反向平行的右手雙螺旋

（1）

一條鏈為5′→3′，另一條鏈為3′→5′

（2）基本參數(shù)：直徑為2nm；每一個螺距有10個堿基對，每兩個相鄰的堿基對平面之間的垂直距離為0.34nm，故螺距為3.4nm。3.4nm2nm（2）雙螺旋間的堿基互補配對

外側(cè)：由磷酸與脫氧核糖組成的親水性骨架；

內(nèi)側(cè)：疏水的堿基；配對原則：A-T、G-C

氫鍵：

A與T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)示意圖脫氧核糖磷酸基團堿基（3）穩(wěn)定力

橫向穩(wěn)定性：氫鍵；

縱向穩(wěn)定性：堿基平面間的疏水性堿基堆積力2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性B-DNA：相對濕度92%，右手螺旋，即Watson

和Crick提出的模型結(jié)構(gòu)，最穩(wěn)定A-DNA：相對濕度72%，右手螺旋Z-DAN：左手螺旋（三）DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)1.原核生物DNA的環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)正超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同負超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反原核生物DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)2.真核生物DNA高度有序和高度致密的染色質(zhì)（染色體）真核生物染色體的基本單位是核小體。DNA折疊、盤繞形成高度有序和致密的染色體核小體組蛋白：H1、H2A、

H2B、H3、H4DNA（四）DNA的功能DNA的基本功能是作為生物遺傳信息的攜帶者，是復制和轉(zhuǎn)錄的模板，并通過DNA的堿基序列決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序。

遺傳信息是以基因的形式存在的，基因就是DNA分子中有轉(zhuǎn)錄活性的特定區(qū)段。二、RNA的結(jié)構(gòu)與功能（一）信使RNA（mRNA）的結(jié)構(gòu)與功能mRNA的5′帽子和3′尾巴結(jié)構(gòu)

3′-末端的尾巴結(jié)構(gòu)：有數(shù)十至數(shù)百個腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)，

稱為多聚腺苷酸尾或多聚A尾（ployA尾）m7GpppmRNA5′帽子3′尾巴AAAAA......5′-末端的帽子結(jié)構(gòu)：7-甲基鳥苷三磷酸（m7GpppN）

意義：與維持mRNA的穩(wěn)定性及從細胞核向細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運有關1.5′端帽子和3′端尾巴結(jié)構(gòu)2.功能：蛋白質(zhì)生物合成的直接模板mRNA的5′帽子和3′尾巴結(jié)構(gòu)m7GpppmRNA5′帽子3′尾巴AUGGCA密碼子密碼子：mRNA上每3個相鄰的核苷酸組成一個密碼子，指導蛋白質(zhì)合成過程中氨基酸的順序.（二）轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）的結(jié)構(gòu)與功能1.tRNA富含稀有堿基包括雙氫尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶（pseudouridine，ψ）、次黃嘌呤（I）和甲基化的嘌呤（如mG、mA）等。2.二級結(jié)構(gòu)為“三葉草”型

特點：①反密碼環(huán)含有反密碼子；

②3′-末端的CCA結(jié)構(gòu)可以連接氨

基酸，稱氨基酸臂。3.三級結(jié)構(gòu)呈倒“L”型

在蛋白質(zhì)生物合成過程中反密碼子與mRNA的密碼子通過堿基互補原則相互識別，將其所攜帶的氨基酸正確運送到核糖體上合成多肽鏈。4.tRNA是氨基酸的載體（三）rRNA的結(jié)構(gòu)與功能1.rRNA的結(jié)構(gòu)2.rRNA的功能

主要是與核糖體蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成核糖體。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，起裝配機的作用。

表3-4核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.85S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%RNA種類含量結(jié)構(gòu)特點功能mRNA占細胞總RNA的2%～5%分子大小不一，具有5′端帽子和3′端尾巴結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)生物合成的直接模板tRNA占細胞總RNA的15%二級結(jié)構(gòu)為“三葉草”型；三級結(jié)構(gòu)呈倒“L”型氨基酸的載體rRNA占細胞總RNA的80%以上原核生物含有23S、5S和16S三種rRNA；真核生物有28S、5.8S5S和18S四種rRNArRNA與核糖體蛋白組成核糖體，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所表3-5三種主要RNA的結(jié)構(gòu)與功能（四）非編碼小RNA（smallnon-messengerRNA，snmRNA）1.核酶定義：一類具有催化作用的小RN