《生物化學》本科課件02章核酸 第1節(jié)

1、第二章 核酸的結構與功能（Nucleic acids）本章綱要：核酸的定義、分類及化學組成核酸的基本單位核苷酸的組成特點掌握DNA一級結構、二級結構、核小體、DNA功能RNA的種類、結構和功能熟悉核酸重要的理化性質，掌握核酸的變性、復性、分子雜交。核酸的紫外吸收性質了解核酸催化性質 決定生物體遺傳特征，擔負生命信息的貯存和傳遞的生物大分子。核酸的種類 脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）遺傳信息的貯存和攜帶者 核糖核酸（ribonucleic acid，RNA） 參與遺傳信息的表達第一節(jié) 核酸的化學組成與一級結構基本組成單位：核苷酸核酸的構成核酸的基本組成單位是核

2、苷酸核苷酸則由堿基（base）、核糖（ribose）或脫氧核糖（deoxyribose）、磷酸三種成分通過共價鍵連接而成。一、核苷酸的組成（一）堿基DNA：A、G、C、T RNA: A、G、C、U組成核酸的堿基腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)DNA尿嘧啶(U)RNA表2-1 核酸中的部分稀有堿基 DNARNA嘌呤7-甲基鳥嘌呤（m7G）N6-甲基腺嘌呤（m6A）N6-甲基腺嘌呤（m6A） N 6, N 6-二甲基腺嘌呤7-甲基鳥嘌呤 嘧啶5-甲基胞嘧啶（m5C）5-甲基胞嘧啶（m5C）5-羥甲基胞嘧啶（hm5C）5-羥甲基胞嘧啶（hm5C）堿基的互變異構嘌呤和嘧啶堿基都是含氮

3、雜環(huán)化合物，分子中的酮基或氨基均位于雜環(huán)上氮原子的鄰位，受介質中pH的影響，會發(fā)生酮式-烯醇式互變異構，或氨基-亞氨基互變異構 酮式烯醇式 氨式亞氨式堿基的紫外吸收性質 嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)中含有共軛雙鍵，因而都有吸收紫外光的性質，吸收高峰在波長260nm左右。（二）戊糖 構成核苷酸的戊糖有兩種，DNA分子中含有-D-2脫氧核糖，RNA分子中的戊糖為-D-核糖。堿基雜環(huán)中的原子編號一般以1，2，3，表示，為了與此區(qū)分開來，糖環(huán)上的碳原子則標以1，2，3等 。 （三）核苷與核苷酸 堿基與戊糖通過-N-糖苷鍵（-N-glycosidic bond）縮合形成核苷（nucleoside） 嘌呤類核苷是由嘌呤

4、環(huán)上的N-9與戊糖的C-1連接，嘧啶類核苷是由嘧啶環(huán)上的N-1與戊糖的C-1相連。 核苷的戊糖羥基與磷酸之間脫水以酯鍵相連（即形成磷酸酯鍵），即為核苷酸。最常見的酯化部位是在核糖或脫氧核糖的C-5和C-3位上。單核苷酸分子中的磷酸主要連接在C-5位上，稱為5-核苷酸。H腺苷酸的結構（AMP）表2-2 構成DNA及RNA的堿基、核苷和核苷酸堿基核苷核苷酸DNA腺嘌呤脫氧腺苷脫氧腺苷酸(adenine, A）(deoxyadenosine)(deoxyadenosine monophosphate, dAMP)鳥嘌呤脫氧鳥苷脫氧鳥苷酸(guanine, G)(deoxyguanosine)(deo

5、xyguanosine monophosphate, dGMP）胞嘧啶脫氧胞苷脫氧胞苷酸(cytosine, C)(deoxycytidine)(deoxycytidine monophosphate, dCMP)胸腺嘧啶脫氧胸苷脫氧胸苷酸(thymine, T) (deoxythymidine)(deoxythymidine monophosphate, dTMP)（續(xù)表）表2-2 構成DNA及RNA的堿基、核苷和核苷酸堿基核苷核苷酸RNA腺嘌呤腺苷腺苷酸(adenine, A)(adenosine)(adenosine monophosphate, AMP)鳥嘌呤鳥苷鳥苷酸(guanine

6、, G)(guanosine)(guanosine monophosphate, GMP）胞嘧啶胞苷胞苷酸(cytosine, C)(cytidine)(cytidine monophosphate, CMP)尿嘧啶尿苷尿苷酸(uracil, U)(uridine) (uridine monophosphate, UMP) Q: 核苷酸中堿基（N）、戊糖（R）和磷酸（P）之間的連接關系是： N-R-P N-P-R R-N-P P-N-R R-P-P-N不同類型的核苷酸 含有一個磷酸基團的核苷酸稱為核苷一磷酸（nucleoside monophosphate，NMP），第二個磷酸基團通過酸酐鍵與

7、核苷一磷酸的磷酸基團相連則形成核苷二磷酸（nucleoside diphosphate，NDP），同樣，第三個磷酸基團連在核苷二磷酸的焦磷酸基團上則形成核苷三磷酸（nucleoside triphosphate，NTP）。 命名舉例: ATP dATP GTP dGTP 堿基 戊糖 磷酸 嘌呤 嘧啶DNA A G C T 脫氧核糖 磷酸RNAA G C U 核糖 磷酸N9 N1 C1 核苷糖苷鍵核苷酸（多為5核苷酸）磷酸酯鍵兩種核酸的比較二、核苷酸的連接方式 DNA和RNA都是通過核苷酸間的3,5-磷酸二酯鍵連接而成，即前一個核苷酸的C3-OH與下一核苷酸的C5位磷酸之間脫水形成酯鍵。 核苷酸的連接具有嚴格的方向性。通過3,5-磷酸二酯鍵連接形成的核酸是一個沒有分支的線性分子，它們的兩個末端分別為5末端（游離磷酸基）和3末端（游離羥基），書寫方向應該從53。 核苷酸之間的連接具有嚴格的方向性：5 3核酸大小以堿基數表示三、核酸的結構簡式AGTGAGTG 葡萄糖有4個手性C，每個C都可形成D和L兩種構象，但習慣