生科第二章核酸化學(xué)

1、NNNNHHHHNNNNHHHH123 456789嘌呤嘌呤NH2（A）NNNNHHHHOH2N（G）NNHHHH嘧啶嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶胞嘧啶 cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶尿嘧啶 uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶胸腺嘧啶 thymine（T）NNOOHHH酮式HNNOOHHHHHHOHOH2COHOHOH12345核 糖NNNNHHHH9腺嘌呤OHOH2COHOHOH12345核 糖OHOH2COHOH12345核 糖NNOOHHH尿嘧啶H1NCOONHHH51OHl 糖與堿基之間的糖與堿基之間的C-NC-N鍵，稱為鍵，稱為C-

2、NC-N糖苷鍵糖苷鍵。胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鳥嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2Adenosine Guanosine Cytidine UridinepGpCpCpA pGpCpCpA1. 兩條多核苷酸鏈兩條多核苷酸鏈反向平行反向平行，兩條糖，兩條糖-磷酸主鏈圍繞同一磷酸主鏈圍繞同一中心軸成中心軸成右手螺旋右手螺旋。 螺旋表面形成螺旋表面形成大溝大溝(major groove)與小溝與小溝(minor groove) 。2. 堿基處于螺旋的內(nèi)

3、側(cè)，遵循堿基處于螺旋的內(nèi)側(cè)，遵循堿基互補(bǔ)原則堿基互補(bǔ)原則： A = T；G C。=2nm。3. 成對(duì)堿基大致處于同一平面，與螺旋軸垂直；糖環(huán)平成對(duì)堿基大致處于同一平面，與螺旋軸垂直；糖環(huán)平面與螺旋軸平行，磷酸基位于糖環(huán)的外側(cè)；螺距：面與螺旋軸平行，磷酸基位于糖環(huán)的外側(cè)；螺距：10bp (base pair)3.4nm0.34nm（堿基堆積力）。（堿基堆積力）。4. 多數(shù)多數(shù)DNA屬雙鏈結(jié)構(gòu)屬雙鏈結(jié)構(gòu)DNA（dsDNA），某些病毒的），某些病毒的DNA是單鏈?zhǔn)菃捂淒NA （ssDNA）。）。5. 主鏈化學(xué)鍵受堿基配對(duì)因素的影響旋轉(zhuǎn)受到限制，呈主鏈化學(xué)鍵受堿基配對(duì)因素的影響旋轉(zhuǎn)受到限制，呈較伸展的

4、結(jié)構(gòu)，但也有一定柔韌性，形成不同的構(gòu)象較伸展的結(jié)構(gòu)，但也有一定柔韌性，形成不同的構(gòu)象類型。類型。 DNA double helix類型類型 helix type bp/turn D vertical rise/bp direction A 11 2.3 0.255 右右 B 10 2.0 0.34 右右 Z 12 1.8 0.37 左左螺螺旋旋和和超超螺螺旋旋電電話話線線螺旋螺旋超螺旋超螺旋L=25,T=25,W=0松弛環(huán)形松弛環(huán)形1152010523L=23,T=23,W=0解鏈環(huán)形解鏈環(huán)形15101520231510152025L=23,T=25,W=2負(fù)超螺旋負(fù)超螺旋1214823161

5、31510152023右手旋轉(zhuǎn)擰松兩匝后的線形右手旋轉(zhuǎn)擰松兩匝后的線形DNA超螺旋的拓超螺旋的拓?fù)鋵W(xué)公式：撲學(xué)公式：L=T+W 組組蛋蛋白白與與DNA的的結(jié)結(jié)合合NHNHOOHHHH核酸探針（核酸探針（nucleic acid probe）:能特異性的探測(cè)帶某一能特異性的探測(cè)帶某一特定序列的特定序列的DNA或或RNA分子的標(biāo)記核酸分子。分子的標(biāo)記核酸分子。問答題問答題1、某、某DNA樣品含腺嘌呤樣品含腺嘌呤15.1%（按摩爾堿基計(jì)），計(jì)算其余堿基的百分（按摩爾堿基計(jì)），計(jì)算其余堿基的百分含量。含量。 2、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是什么時(shí)候，由誰提出來的？試述其結(jié)構(gòu)模型。雙螺旋結(jié)構(gòu)是什么時(shí)候，由誰提出來

6、的？試述其結(jié)構(gòu)模型。3、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)有些什么基本特點(diǎn)？這些特點(diǎn)能解釋哪些最重要的生雙螺旋結(jié)構(gòu)有些什么基本特點(diǎn)？這些特點(diǎn)能解釋哪些最重要的生命現(xiàn)象？命現(xiàn)象？4、tRNA的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？有何功能？的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？有何功能？5、DNA和和RNA的結(jié)構(gòu)有何異同？的結(jié)構(gòu)有何異同？6、簡(jiǎn)述核酸研究的進(jìn)展，在生命科學(xué)中有何重大意義？、簡(jiǎn)述核酸研究的進(jìn)展，在生命科學(xué)中有何重大意義？6、計(jì)算（、計(jì)算（1）分子量為）分子量為3 105的雙股的雙股DNA分子的長(zhǎng)度；（分子的長(zhǎng)度；（2）這種）這種DNA一一分子占有的體積；（分子占有的體積；（3）這種）這種DNA一分子占有的螺旋圈數(shù)。（一個(gè)互補(bǔ)的一分子占有的螺旋圈

7、數(shù)。（一個(gè)互補(bǔ)的脫氧核苷酸殘基對(duì)的平均分子量為脫氧核苷酸殘基對(duì)的平均分子量為618） 名詞解釋名詞解釋 變性和復(fù)姓分子雜交變性和復(fù)姓分子雜交 增色效應(yīng)和減色效應(yīng)增色效應(yīng)和減色效應(yīng) Tm cAMP Chargaff定律定律人類基因組計(jì)劃概況人類基因組計(jì)劃概況（Human Genome Project，HGP） 該計(jì)劃是美國(guó)科學(xué)家在該計(jì)劃是美國(guó)科學(xué)家在1985年率先提出，年率先提出，1990年正年正式啟動(dòng)。美、英、德、法、日先后參加了此項(xiàng)工作，式啟動(dòng)。美、英、德、法、日先后參加了此項(xiàng)工作，1999年我國(guó)成為年我國(guó)成為 HGP的第六個(gè)成員國(guó)。的第六個(gè)成員國(guó)。 HGP旨在闡明人類基因組旨在闡明人類基因

8、組DNA所具有的所具有的310109 9核苷酸核苷酸的序列，發(fā)現(xiàn)所有的人類基因并闡明其在染色體上的位的序列，發(fā)現(xiàn)所有的人類基因并闡明其在染色體上的位置，破譯人類的全部遺傳信息，使得人類第一次在分子置，破譯人類的全部遺傳信息，使得人類第一次在分子水平上全面地認(rèn)識(shí)自我。水平上全面地認(rèn)識(shí)自我。 到目前為止，已完成了人類基因組的框架圖，測(cè)序的到目前為止，已完成了人類基因組的框架圖，測(cè)序的工作已基本完成。工作已基本完成。 HGP的實(shí)施，揭開了生命科學(xué)新的一的實(shí)施，揭開了生命科學(xué)新的一頁，它可以造福于人類，但也面臨的倫理的挑戰(zhàn)。頁，它可以造福于人類，但也面臨的倫理的挑戰(zhàn)。HGP取得的成就取得的成就 完成了

9、人類基因組工作草圖繪制完成了人類基因組工作草圖繪制,揭示了人類基因揭示了人類基因組若干細(xì)節(jié)組若干細(xì)節(jié) 基本上測(cè)定了人類基因組上的堿基序列基本上測(cè)定了人類基因組上的堿基序列 一些模式生物一些模式生物(果蠅、擬南介等果蠅、擬南介等)和作物（如水稻）和作物（如水稻）基因草圖繪制成功，測(cè)序基本完成基因草圖繪制成功，測(cè)序基本完成 促進(jìn)了生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、糖組學(xué)的迅猛促進(jìn)了生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、糖組學(xué)的迅猛發(fā)展發(fā)展 人類基因組草圖繪就，中國(guó)科學(xué)家功不可沒人類基因組草圖繪就，中國(guó)科學(xué)家功不可沒人類將進(jìn)入生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代人類將進(jìn)入生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代基因基因操縱生命的工具操縱生命的工具基因組基因組潛藏著巨大的經(jīng)濟(jì)

10、價(jià)值潛藏著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值基因技術(shù)基因技術(shù)2121世紀(jì)的投資熱點(diǎn)世紀(jì)的投資熱點(diǎn) 誰掌握了人類基因圖譜，就等于誰破譯了人類誰掌握了人類基因圖譜，就等于誰破譯了人類的生命密碼，獲得了操縱生命的工具。的生命密碼，獲得了操縱生命的工具。 與互聯(lián)網(wǎng)相比，網(wǎng)絡(luò)只是對(duì)人類的信息溝通帶與互聯(lián)網(wǎng)相比，網(wǎng)絡(luò)只是對(duì)人類的信息溝通帶來了巨大的革命，而基因領(lǐng)域的革命則能夠從根來了巨大的革命，而基因領(lǐng)域的革命則能夠從根本上改變?nèi)祟惖拿\(yùn)，基因工程所帶來的商業(yè)機(jī)本上改變?nèi)祟惖拿\(yùn)，基因工程所帶來的商業(yè)機(jī)會(huì)將會(huì)大大超過網(wǎng)絡(luò)。會(huì)將會(huì)大大超過網(wǎng)絡(luò)。6060年代年代 RNARNA研究取得大發(fā)展（操縱子學(xué)說，遺傳密碼，逆轉(zhuǎn)研究取得大發(fā)

11、展（操縱子學(xué)說，遺傳密碼，逆轉(zhuǎn)錄酶）錄酶）7070年代年代 建立建立DNADNA重組技術(shù)，改變了分子生物學(xué)的面貌，并導(dǎo)重組技術(shù)，改變了分子生物學(xué)的面貌，并導(dǎo)致生物技術(shù)的興起。致生物技術(shù)的興起。8080年代年代 RNARNA研究出現(xiàn)第二次高潮：研究出現(xiàn)第二次高潮：ribozymeribozyme、反義、反義RNARNA、“RNARNA世界世界”假說等等。假說等等。9090年代以后年代以后 實(shí)施人類基因組計(jì)劃（實(shí)施人類基因組計(jì)劃（HGPHGP）, , 開辟了生命科開辟了生命科學(xué)新紀(jì)元。生命科學(xué)進(jìn)入后基因時(shí)代：學(xué)新紀(jì)元。生命科學(xué)進(jìn)入后基因時(shí)代： 功能基因組學(xué)（功能基因組學(xué)（functional genomicsfunctional genomics） 蛋白質(zhì)組學(xué)（蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomicsproteomics） 結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomicsstructural genomics） RNARNA組學(xué)（組學(xué)（RNomicsRNomics）或核糖核酸組學(xué)（）或核糖核酸組學(xué)（ribonomicsribonomics）1990年年 美國(guó)啟動(dòng)美國(guó)啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃(HGP) 1994年年 中國(guó)人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)中國(guó)人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)2001年年 美、英等國(guó)美、英等國(guó)完成人類基因組計(jì)劃基