CH2核酸的結(jié)構(gòu)與功能,2h

1、structure and function of nucleic acid本章組成本章組成 l1l1 核酸的化學(xué)組成及一級(jí)結(jié)構(gòu)核酸的化學(xué)組成及一級(jí)結(jié)構(gòu) l2l2 dnadna的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 l3l3 rnarna的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 l4l4 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì) l5l5 常用的核酸分離純化技術(shù)常用的核酸分離純化技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)、難點(diǎn)：基本概念基本概念:核苷酸核苷酸 ,dna、rna, tm等等 dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)；雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)；mrnamrna、trnatrna、rrnarrna的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能；的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能； dnadna變性與復(fù)性等

2、核酸重要的理化性質(zhì)及其變性與復(fù)性等核酸重要的理化性質(zhì)及其應(yīng)用。應(yīng)用。 1869 miescher 1869 miescher isolated dna for isolated dna for the first time. the first time. 確定了生物遺傳確定了生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是的物質(zhì)基礎(chǔ)是dna dna n核核 酸酸(nucleic acid) 是以是以核苷酸核苷酸為基本組成單位的生物大為基本組成單位的生物大分子，分子，攜帶和傳遞攜帶和傳遞遺傳信息。遺傳信息。核酸的元素組成特點(diǎn)核酸的元素組成特點(diǎn): : (1)(1)一般不含有一般不含有s s元素。元素。(2)(2)含含p p

3、元素較多且恒定元素較多且恒定, ,可用于測(cè)可用于測(cè)定核酸含量。定核酸含量。第一節(jié)第一節(jié)核酸的化學(xué)組成及其核酸的化學(xué)組成及其一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)the chemical components and primary structure of nucleic acid存在存在于細(xì)胞核和于細(xì)胞核和線粒體線粒體分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線線粒體粒體(deoxyribonucleic (deoxyribonucleic acid, dna)acid, dna)(ribonucleic acid, (ribonucleic acid, rna)rna)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 核糖核酸核糖核

4、酸攜帶遺傳信息，并通過(guò)復(fù)制攜帶遺傳信息，并通過(guò)復(fù)制傳遞給下一代。傳遞給下一代。是是dnadna轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)。某些傳信息的復(fù)制與表達(dá)。某些病毒病毒rnarna也可作為遺傳信息也可作為遺傳信息的載體的載體一、核酸可以分為一、核酸可以分為核糖核酸核糖核酸及及脫氧脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸二、二、核苷酸核苷酸是構(gòu)成核酸的基本組成是構(gòu)成核酸的基本組成單位單位核酸核酸(dna(dna和和rna)rna)核苷酸核苷酸核苷和脫氧核苷核苷和脫氧核苷磷酸磷酸戊糖戊糖堿基堿基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖n核酸組成核酸組成 堿基堿基(base)(base)是含氮的雜

5、環(huán)化合物。是含氮的雜環(huán)化合物。堿基堿基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶存在于存在于dnadna和和rnarna中中僅存在于僅存在于rnarna中中僅存在于僅存在于dnadna中中（一）堿（一）堿基基1 1、嘌呤、嘌呤(purine(purine，pu) pu) nnnhn123456789nnnhnnh2腺嘌呤腺嘌呤(adenine, a)(adenine, a)nnhnhnnh2o鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤(guanine, g)(guanine, g)nnh1324562 2、嘧啶、嘧啶(pyrimidine(pyrimidine，py)py)胞嘧啶胞嘧啶

6、(cytosine, c)nnhnh2o尿嘧啶尿嘧啶(uracil, u)nhnhoo胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine, t)nhnhooch33 3、“稀有堿基稀有堿基”（trnatrna中最多）中最多）5mc（二）戊糖（二）戊糖（構(gòu)成（構(gòu)成rna）1 2 3 4 5 ohoch2ohohoh核糖核糖(ribose)（構(gòu)成（構(gòu)成dna）ohoch2ohoh脫氧核糖脫氧核糖(deoxyribose) 嘌呤嘌呤n-9 -9或或嘧啶嘧啶n-1 -1與核糖與核糖c-1c-1 通過(guò)通過(guò) - -n- -糖苷鍵糖苷鍵相連形成相連形成核苷核苷(ribonucleoside)。（三）核苷（三）核苷nnnn9n

7、 h2oohohhhhch2ohh12糖苷鍵糖苷鍵ohoch2ohohnnnh2o1 1 ar, gr, ur, cr脫氧核苷脫氧核苷ohoch2ohohnnnh2o1 1hdar, dgr, dtr, dcr嘌呤嘌呤n-9n-9 或或嘧啶嘧啶n-1n-1與與脫氧核糖脫氧核糖c-1c-1 通過(guò)通過(guò) -n-n-糖苷鍵糖苷鍵相連形成相連形成脫氧核苷脫氧核苷(deoxyribonucleoside)(deoxyribonucleoside)。核苷或脫氧核苷與磷酸通過(guò)核苷或脫氧核苷與磷酸通過(guò)酯鍵酯鍵結(jié)合構(gòu)成結(jié)合構(gòu)成核苷核苷酸酸(ribonucleotide)(ribonucleotide)或或脫氧核苷

8、酸脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)(deoxyribonucleotide)。（四）核苷酸（四）核苷酸(ribonucleotide) (ribonucleotide) 1 1、核糖核苷酸：、核糖核苷酸： amp, gmp, ump, cmpamp, gmp, ump, cmp2 2、脫氧核苷酸：、脫氧核苷酸：damp, dgmp, dtmp, dcmp damp, dgmp, dtmp, dcmp nnnn9nh2oo ho hhhhch2h1 2opo- -hoo糖苷鍵糖苷鍵酯鍵酯鍵3 3、多磷酸核苷酸、多磷酸核苷酸環(huán)化核苷酸環(huán)化核苷酸：campcamp、cgmpcgm

9、p，是細(xì)，是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的第二信使。胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的第二信使。noch2oohonnnnh2poohcamp4 4、核苷酸衍生物、核苷酸衍生物三、核苷酸三、核苷酸通過(guò)通過(guò)3,5-3,5-磷酸二酯磷酸二酯鍵連接形成的大分子鍵連接形成的大分子一個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸的一個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸的3 3 的的羥基羥基與另與另一個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸一個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸5 5 的的 - -磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)縮合縮合形成形成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵(phosphodiester bond)(phosphodiester bond)。 多個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵多個(gè)核苷酸或脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵構(gòu)成了具有

10、構(gòu)成了具有方向性方向性的線性分子，稱(chēng)為多聚核的線性分子，稱(chēng)為多聚核苷酸或多聚脫氧核苷酸，即苷酸或多聚脫氧核苷酸，即rnarna鏈鏈或或dnadna鏈鏈。交替的磷酸基團(tuán)和交替的磷酸基團(tuán)和戊糖構(gòu)成了戊糖構(gòu)成了rna/dnarna/dna的骨架的骨架 (backbone)。核苷酸鏈的核苷酸鏈的方向是方向是5 5 3 3 n定義定義核酸中核苷酸的核酸中核苷酸的排列順序。排列順序。由于核苷酸間的由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，差異主要是堿基不同，所以也稱(chēng)為所以也稱(chēng)為堿基序列堿基序列。55端端33端端cga四、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)四、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是核苷酸的排列順序是核苷酸的排列順序a g p5 p t pg

11、 pc pt p oh 3 n書(shū)寫(xiě)書(shū)寫(xiě)方法方法5 -papcptpgpcpt-oh 3 5 -a c t g c t-3 第二第二節(jié)節(jié)dnadna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與與功能功能dimensional structure and function of dnadnadna的空間結(jié)構(gòu)又分為的空間結(jié)構(gòu)又分為二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondary structure)(secondary structure)和和高級(jí)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu)。ndna的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)(spatial structure)構(gòu)成構(gòu)成dna的所有原子在三維空間具的所有原子在三維空間具有確定的相對(duì)位置關(guān)系。有確定的相對(duì)位置關(guān)系。一、一、dna

12、dna的二級(jí)結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)watson and crick: 1953年提出年提出雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型模型, the nobel prize in physiology or medicine 1962。double helix：the natural coiled conformation of two complementary, antiparallel dna chains by the formation of a-t and g-c base pairs. l不同生物種屬的不同生物種屬的dnadna的堿基組成不同的堿基組成不同l同一個(gè)體的不同器官或組織的

13、同一個(gè)體的不同器官或組織的dnadna堿堿基組成相同?；M成相同。la = ta = t，g = cg = cchargaff chargaff 規(guī)則規(guī)則（一）（一）dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景獲得了高質(zhì)量的獲得了高質(zhì)量的dnadna分子的分子的x x射線衍射照片。射線衍射照片。提出了提出了dnadna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)分子雙螺旋結(jié)構(gòu)(double helix)(double helix)模模型。型。（二）（二） dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)（要點(diǎn)（b b型）型）兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行(anti-para

14、llel)。兩條鏈圍繞著同一個(gè)螺旋軸形。兩條鏈圍繞著同一個(gè)螺旋軸形成右手螺旋成右手螺旋(right-handed)的結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)的結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為構(gòu)的直徑為2nm，螺距為，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)大溝雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面形成了一個(gè)大溝(major groove)和一個(gè)小溝和一個(gè)小溝(minor groove)。 1. 1. dnadna是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)2. 2. dnadn

15、a雙鏈之間形成了互補(bǔ)堿基對(duì)雙鏈之間形成了互補(bǔ)堿基對(duì) 堿 基 配 對(duì) 關(guān) 系 稱(chēng) 為堿 基 配 對(duì) 關(guān) 系 稱(chēng) 為 互 補(bǔ) 堿 基 對(duì)互 補(bǔ) 堿 基 對(duì)(complementary base pair)(complementary base pair)。 d n ad n a 的 兩 條 鏈 則 互 為的 兩 條 鏈 則 互 為 互 補(bǔ) 鏈互 補(bǔ) 鏈(complementary strand)(complementary strand)。 堿基對(duì)平面與螺旋軸垂直。堿基對(duì)平面與螺旋軸垂直。 相鄰兩個(gè)堿基對(duì)會(huì)有重疊，相鄰兩個(gè)堿基對(duì)會(huì)有重疊，產(chǎn)生了疏水性的產(chǎn)生了疏水性的堿基堆積力堿基堆積力(base

16、stacking interaction)(base stacking interaction)。 堿基堆積力堿基堆積力和互補(bǔ)堿基對(duì)的和互補(bǔ)堿基對(duì)的氫鍵氫鍵共同維系著共同維系著dnadna結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。穩(wěn)定。3. 3. 疏水作用力和氫鍵共同維系著疏水作用力和氫鍵共同維系著dnadna雙螺旋結(jié)雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。構(gòu)的穩(wěn)定。堿基堆積作用力堿基堆積作用力z（三）（三）dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性二、二、dnadna的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix (superhelix 或或supercoil)supercoil)dnadn

17、a雙螺旋鏈再盤(pán)繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋鏈再盤(pán)繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。 正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)(positive supercoil)盤(pán)繞方向與盤(pán)繞方向與dnadna雙螺旋方同相同。雙螺旋方同相同。 負(fù)超螺旋負(fù)超螺旋(negative supercoil)(negative supercoil)盤(pán)繞方向與盤(pán)繞方向與dnadna雙螺旋方向相反。雙螺旋方向相反。 （一）原核生物（一）原核生物dnadna的的閉合環(huán)狀閉合環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)原核生物原核生物dna多為環(huán)狀，以負(fù)超螺旋多為環(huán)狀，以負(fù)超螺旋的形式存在，平均每的形式存在，平均每200200堿基就有一個(gè)超堿基

18、就有一個(gè)超螺旋形成。螺旋形成。dnadna超螺旋結(jié)構(gòu)的電鏡圖象超螺旋結(jié)構(gòu)的電鏡圖象右旋，再右旋，再右旋右旋右旋后，右旋后，左旋左旋（二）真核生物（二）真核生物dnadna的高度有序、高度致密的高度有序、高度致密真核生物真核生物dna以非常有序的形式存在于以非常有序的形式存在于細(xì)胞核內(nèi)。細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞周期的大部分時(shí)間里，在細(xì)胞周期的大部分時(shí)間里，dna以松以松散的散的染色質(zhì)染色質(zhì)(chromatin)形式存在，在細(xì)形式存在，在細(xì)胞分裂期，則形成高度致密的胞分裂期，則形成高度致密的染色體染色體(chromosome)。 dna染色質(zhì)呈現(xiàn)出的染色質(zhì)呈現(xiàn)出的串珠樣結(jié)構(gòu)串珠樣結(jié)構(gòu)。染 色 質(zhì) 的 基

19、本 單 位 是染 色 質(zhì) 的 基 本 單 位 是 核 小 體核 小 體(nucleosome)。dnadna染色質(zhì)的電鏡圖像染色質(zhì)的電鏡圖像dnadna：約：約200bp 200bp 組蛋白：組蛋白：h1h1 h2ah2a，h2bh2b h3h3 h4h4n核小體的組成核小體的組成核小體：是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)單元。核小體：是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)單元。 核心顆粒核心顆粒核小體核小體 連接區(qū)連接區(qū)n核小體串珠樣的結(jié)構(gòu)核小體串珠樣的結(jié)構(gòu)core particles particles resulting from micrococcal nuclease digestion of nucl

20、eosomes, consisting of 140-bp dna and the histone octamer of a nucleosome.n真核生物的染色體真核生物的染色體8000-10000倍dnadna的基本功能是的基本功能是以基因的形式以基因的形式負(fù)載遺負(fù)載遺傳信息，并作為傳信息，并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命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)?；顒?dòng)的信息基礎(chǔ)?；蚧驈慕Y(jié)構(gòu)上定義，是指從結(jié)構(gòu)上定義，是指dnadna分子中的特分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基

21、因的功能。因的功能。 三、三、dnadna是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)兩種最重要的生物大分子比較兩種最重要的生物大分子比較 項(xiàng)項(xiàng) 目目 蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì)核核 酸酸組成單位組成單位 氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸種種 類(lèi)類(lèi) 20種種a、c 、g 、t (dna) a、c 、g 、u (rna)連接方式連接方式 肽鍵肽鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu) aa排列順序排列順序堿基序列堿基序列空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu) 二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu) 雙螺旋、超螺旋、蛋白雙螺旋、超螺旋、蛋白 -核酸非共價(jià)結(jié)合核酸非共價(jià)結(jié)合功功 能能 生命活動(dòng)直接執(zhí)行者生命活動(dòng)直接執(zhí)行者 遺傳信息貯存、傳代、遺傳信息

22、貯存、傳代、 表達(dá)表達(dá),決定蛋白結(jié)構(gòu)決定蛋白結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) rnarna的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能structure and function of rnadnadna并非是蛋白質(zhì)的直接合成模板并非是蛋白質(zhì)的直接合成模板, dna, dna首首先需要轉(zhuǎn)錄成為先需要轉(zhuǎn)錄成為rnarna（細(xì)胞核），再由（細(xì)胞核），再由指導(dǎo)合成蛋白（細(xì)胞質(zhì)）。指導(dǎo)合成蛋白（細(xì)胞質(zhì)）。rnarna通常以單鏈的形式存在，但有復(fù)雜的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)。局部二級(jí)結(jié)構(gòu)或三級(jí)結(jié)構(gòu)。rnarna比比dnadna小的多。小的多。rnarna的種類(lèi)、大小和結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比的種類(lèi)、大小和結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比dnadna

23、表現(xiàn)出表現(xiàn)出多樣性。多樣性。rnarna的種類(lèi)、分布、功能的種類(lèi)、分布、功能核蛋白體核蛋白體rna信使信使rna轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)rna核內(nèi)不均一核內(nèi)不均一rna核內(nèi)小核內(nèi)小rna胞漿小胞漿小rna 細(xì)胞核和胞液細(xì)胞核和胞液線粒體線粒體功功能能rrnamrna mt rrnatrnamt mrnamt trnahnrnasnrnasnornascrna/7sl-rna 核蛋白體組分核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸成熟成熟mrna的前體的前體參與參與hnrna的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)rrna的加工、修飾的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號(hào)識(shí)別體的組分的信號(hào)

24、識(shí)別體的組分核仁小核仁小rna核蛋白體核蛋白體rna信使信使rna轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)rna核內(nèi)不均一核內(nèi)不均一rna核內(nèi)小核內(nèi)小rna胞漿小胞漿小rna 細(xì)胞核和胞液細(xì)胞核和胞液線粒體線粒體功功能能rrnamrna mt rrnatrnamt mrnamt trnahnrnasnrnasnornascrna/7sl-rna 核蛋白體組分核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸成熟成熟mrna的前體的前體參與參與hnrna的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)rrna的加工、修飾的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號(hào)識(shí)別體的組分的信號(hào)識(shí)別體的組分核仁小核仁小rna細(xì)胞質(zhì)中含量最少

25、，約占。細(xì)胞質(zhì)中含量最少，約占。種類(lèi)最多，一個(gè)基因往往有一種甚至多種種類(lèi)最多，一個(gè)基因往往有一種甚至多種mrnamrna。一級(jí)結(jié)構(gòu)差異很大。一級(jí)結(jié)構(gòu)差異很大。一、一、mrnamrna是蛋白質(zhì)合成中的模板是蛋白質(zhì)合成中的模板1 1、mrnamrna的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：hnrna hnrna 內(nèi)含子內(nèi)含子(intron)(intron)mrna mrna 2 2、mrnamrna成熟過(guò)程：成熟過(guò)程： 外顯外顯子子(exon)(exon)卵清蛋白卵清蛋白mrna的成熟的成熟 成熟的成熟的mrna由氨基酸由氨基酸編碼區(qū)和非編碼區(qū)編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成。構(gòu)成。 5 -末端的帽子末端的帽子(cap)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和

26、3 -末端的多聚末端的多聚a尾尾(poly-a tail)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 從從aug 開(kāi)始，每三個(gè)核苷酸為一組編碼了一個(gè)氨開(kāi)始，每三個(gè)核苷酸為一組編碼了一個(gè)氨基酸，稱(chēng)為基酸，稱(chēng)為三聯(lián)體密碼三聯(lián)體密碼(codon)。53m7gpppaaaan3非翻譯區(qū)5非翻譯區(qū)編碼區(qū)auguaa3 3、成熟的真核生物、成熟的真核生物mrnamrnaonnnnnh2ooch3ohhhch2hopo-oohnnnoh2nnoohhhhch2hohopoo-ch3po-o5235n帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu): : m7gpppnmm7gpppnmmrnamrna的帽結(jié)構(gòu)可以與帽結(jié)合蛋白的帽結(jié)構(gòu)可以與帽結(jié)合蛋白(cap (cap

27、binding proteinbinding protein，cbp)cbp)結(jié)合。結(jié)合。 真核生物的真核生物的mrnamrna 的的3 -末端轉(zhuǎn)錄后末端轉(zhuǎn)錄后加上一段長(zhǎng)短不一的聚腺苷酸。加上一段長(zhǎng)短不一的聚腺苷酸。npolypoly （a a）尾巴）尾巴aaaaaaaaaaaaaaaaamrna核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mrna的穩(wěn)定性維系的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控翻譯起始的調(diào)控 n帽子結(jié)構(gòu)和多聚帽子結(jié)構(gòu)和多聚a尾的功能尾的功能4 4、 mrnamrna依照自身的堿基順序指導(dǎo)蛋白質(zhì)依照自身的堿基順序指導(dǎo)蛋白質(zhì)氨基酸順序的合成氨基酸順序的合成從從mrnamrna分子分子5 5末端起的第一

28、個(gè)末端起的第一個(gè)augaug開(kāi)始，開(kāi)始，每每3 3個(gè)核苷酸為一組稱(chēng)為個(gè)核苷酸為一組稱(chēng)為密碼子密碼子(codon)(codon)或或三聯(lián)體密碼三聯(lián)體密碼(triplet code)(triplet code)。 augaug被稱(chēng)為被稱(chēng)為起始密碼子起始密碼子；決定肽鏈終止的；決定肽鏈終止的密碼子則稱(chēng)為密碼子則稱(chēng)為終止密碼子終止密碼子。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱(chēng)為酸序列稱(chēng)為開(kāi)放閱讀框開(kāi)放閱讀框(open reading frame, (open reading frame, orf)orf)，決定了多肽鏈的氨基酸序列，決定了多肽鏈的氨基酸序列 。

29、轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)rna(transfer rna, trna)在蛋白質(zhì)合在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的載體成過(guò)程中作為各種氨基酸的載體, 將氨基將氨基酸轉(zhuǎn)呈給酸轉(zhuǎn)呈給mrna。由由70120核苷酸組成；核苷酸組成；占細(xì)胞總占細(xì)胞總rna的的15%；具有很好的穩(wěn)定性。具有很好的穩(wěn)定性。二、二、trnatrna是蛋白質(zhì)合成中的氨基酸是蛋白質(zhì)合成中的氨基酸載體載體（一）（一）trnatrna中含有多種稀有堿基中含有多種稀有堿基* * trna trna的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 含含 1020% 1020% 稀有堿基（稀有堿基（最多最多），如），如 dhudhu 3 3 末端末端為為 - cca-oh

30、- cca-oh 5 5 末端大多數(shù)為末端大多數(shù)為g g 具有具有 t t c c trna具有局部的莖具有局部的莖環(huán)環(huán)(stem-loop)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)或發(fā)卡發(fā)卡(hairpin)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。（二）（二）trnatrna具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)trna的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)三葉草形三葉草形氨基酸臂氨基酸臂dhu環(huán)環(huán)反密碼環(huán)反密碼環(huán)tc環(huán)環(huán)附加叉附加叉trnatrna的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要特征主要特征： 1.三環(huán)四臂（部分還有額外環(huán)）三環(huán)四臂（部分還有額外環(huán)） 2.氨基酸臂氨基酸臂3端有端有cca-oh的共有結(jié)構(gòu)的共有結(jié)構(gòu) 3.d環(huán)上有二氫尿嘧啶（環(huán)上有二氫尿嘧啶（d） 4.反密碼環(huán)上的反密碼子

31、與反密碼環(huán)上的反密碼子與mrna相互作用相互作用 5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動(dòng)可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動(dòng) 6.tc環(huán)含有環(huán)含有t和和 7.含有修飾堿基和不變核苷酸含有修飾堿基和不變核苷酸ntrnatrna的倒的倒l l三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)核蛋白體核蛋白體rna(ribosomal rnarna(ribosomal rna，rrna)rrna)是細(xì)是細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi)含量最多含量最多的的rna(80rna(80) )。rrnarrna與核蛋白體蛋白結(jié)合組成核蛋白體與核蛋白體蛋白結(jié)合組成核蛋白體(ribosome)(ribosome)，為蛋白質(zhì)的合成提供場(chǎng)所為蛋白質(zhì)的合成提供場(chǎng)所。三、以三、以rrnar

32、rna為組分的核蛋白體為組分的核蛋白體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所n核蛋白體的組成核蛋白體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基小亞基30s40srrna16s1542個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸18s1874個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)21種種占總重量的占總重量的40%33種種占總重量的占總重量的50%大亞基大亞基50s60srrna23s5s2940個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸28s5.85s5s4718個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)31種種占總重量的占總重量的30%4

33、9種種占總重量的占總重量的35%n18s rrna18s rrna的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)四、小分子四、小分子rnarna參與了基因表達(dá)的參與了基因表達(dá)的調(diào)控調(diào)控細(xì)胞的不同部位存在的許多其他種類(lèi)的小分細(xì)胞的不同部位存在的許多其他種類(lèi)的小分子子rna，統(tǒng)稱(chēng)為，統(tǒng)稱(chēng)為非編碼小非編碼小rna(small non-messenger rnas, snmrnas),其功能是調(diào)節(jié)基其功能是調(diào)節(jié)基因表達(dá)。因表達(dá)。 nsnmrnassnmrnasn核酶核酶某些小某些小rna分子具有催化特定分子具有催化特定rna降解降解的活性，這種具有催化作用的小的活性，這種具有催化作用的小rnarna亦被稱(chēng)亦被稱(chēng)為為核酶核酶(r

34、ibozyme)或或催化性催化性rna (catalytic rna)。 rnarna具有酶活性的發(fā)現(xiàn)具有酶活性的發(fā)現(xiàn) sidney altman，thomas r. cech （1939-） （1947-） the nobel prize in chemistry 1989 for their discovery of catalytic properties of rna 核酸的理化核酸的理化性質(zhì)性質(zhì)the physical and chemical characters of nucleic acid第四節(jié)第四節(jié)一、核酸是具有很一、核酸是具有很強(qiáng)酸性的生物大強(qiáng)酸性的生物大分子分子核酸的酸

35、堿及溶解度性質(zhì)核酸的酸堿及溶解度性質(zhì)l核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性。核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性。核酸的高分子性質(zhì)核酸的高分子性質(zhì)核酸在波長(zhǎng)核酸在波長(zhǎng) 260nm260nm 處有強(qiáng)烈的吸收，處有強(qiáng)烈的吸收，是由堿基的是由堿基的共軛雙鍵共軛雙鍵所決定的。這一特所決定的。這一特性常用作核酸的定性和定量分析。性常用作核酸的定性和定量分析。二、核酸分子具有強(qiáng)烈的紫外吸收二、核酸分子具有強(qiáng)烈的紫外吸收n堿基的紫外吸收光譜堿基的紫外吸收光譜三、三、dnadna變性是雙鏈解離為單鏈的變性是雙鏈解離為單鏈的過(guò)程過(guò)程在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，dna雙鏈解開(kāi)雙鏈解開(kāi)成兩條單鏈的過(guò)程，其成兩條單鏈

36、的過(guò)程，其本質(zhì)是雙鏈間氫鍵本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂的斷裂。n定義定義常見(jiàn)因素：常見(jiàn)因素： 過(guò)量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、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、丙酮酰胺以及某些有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等。等。協(xié)同性的協(xié)同性的dna解鏈解鏈高溫或極高溫或極端的端的phndnadna的變性的變性n部分變性部分變性dnadna的電鏡圖像的電鏡圖像變性后理化性質(zhì)變化：變性后理化性質(zhì)變化：od260增高增高粘度下降粘度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸堿滴定曲線改變酸堿滴定曲線改變生物活性喪失生物活性喪失增色效應(yīng)增色效應(yīng)(hyperchromic effect)(hyperchromic effect)：dnadna變性時(shí)其溶液變性時(shí)其溶液odod260260增高的現(xiàn)象