第1章 基因與基因工程-核酸課件

第一章基因與基因工程----（一）

核酸的分類、分布與功能（二）

核酸的分子組成（三）

核酸的分子結構（四）

核酸的理化特性一、核酸的結構和功能第一章基因與基因工程----（一）核酸1（一）核酸的分類、分布與功能核糖核酸

（RNA）：脫氧核糖核酸（DNA）：mRNAtRNArRNA（信使RNA）（轉運RNA）（核蛋白體RNA）細胞質，參與蛋白質的生物合成5%，Pr合成的直接模板15%，活化與轉運AA80%，充當裝配機，提供場所核內(nèi)染色質，遺傳的物質基礎

基因

——DNA分子中的

功能片段（決定遺傳特性）（特定的堿基序列）

首頁主菜單（一）核酸的分類、分布與功能核糖核酸（RNA）：脫2（二）核酸的分子組成1、核酸的元素組成C、H、O、N、P2、組成核酸的基本單位——

核苷酸多核苷酸核苷酸磷酸核苷A、GU、C、T戊糖堿基嘌呤堿嘧啶堿核酸A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、T

（胸腺嘧啶）兩類核酸在分子組成上的異同點首頁主菜單[命名]（二）核酸的分子組成1、核酸的元素組成C、H、O、N、3兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸磷酸戊糖核糖脫氧核糖堿基嘌呤嘧啶AGUCT首頁主菜單兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸磷酸4（三）核酸的分子結構1、DNA的分子大小和結構（1）分子大小與組分DNA是目前分子量最大的生物大分子A、G、T、C和

脫氧核糖

及磷酸（2）一級結構概念——DNA鏈中A、T、C、G的序列脫氧核糖核苷酸之間以磷酸二酯鍵相連首頁主菜單（三）核酸的分子結構1、DNA的分子大小和結構（1）分5（3）空間結構（二級結構）——

雙螺旋結構①、結構要點：逆向平行雙螺旋兩鏈之間有特定的堿基互補規(guī)律（堿基配對）A—TG—C（通過兩個氫鍵相連）（通過三個氫鍵相連）雙螺旋結構的穩(wěn)定依靠堿基對間的氫鍵②、生物學意義：提出了遺傳信息的貯存方式、DNA的復制機理是DNA復制、轉錄和翻譯的分子基礎首頁主菜單（3）空間結構（二級結構）——雙螺旋結構①、結構要點：62、RNA的分子組成和結構（1）分子組成與一級結構A、G、U、C及

核糖、磷酸RNA鏈中A、G、U、C的序列②、一級結構：①、組成：（以

tRNA的二級結構

為例）

（2）二級結構3-末端：CCA-OH反密碼環(huán)頂端：反密碼子（攜帶AA的部位）（識別mRNA上特定的密碼子）三葉草形tRNA的二級結構——首頁主菜單2、RNA的分子組成和結構（1）分子組成與一級結構A、G、U7（四）

核酸的理化特性1、變性核酸（DNA）通過加熱，雙鏈結構解開形成兩條單鏈的的過程2、復性因變性而解開的兩條單鏈，在溫度緩慢下降時重又聚合成雙鏈結構的過程復性在實驗技術中又稱“退火”3、分子雜交分子雜交是以核酸的變性和復性為基礎不同來源的兩條核酸單鏈，若有大致相同的堿基互補順序，經(jīng)退火處理，可形成雜交雙鏈。分子雜交可發(fā)生在

DNA-DNA、DAN-RNA

和

RNA-RNA首頁主菜單NEXT（四）核酸的理化特性1、變性核酸（DNA）通過加熱8加溫緩慢降溫加溫緩慢降溫返回主菜單（變性）（復性）（分子雜交）加溫緩慢加溫緩慢返回主菜單（變性）（復性）9示意圖ATGC返回主菜單示意圖ATGC返回主菜單10示意圖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）主菜單返回示意圖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）主菜11示意圖

5’-末端反密碼環(huán)3’-末端氨基酸臂返回主菜單示意圖5’-末端反密碼環(huán)3’-末端氨基酸臂返回主12兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸核糖脫氧核糖磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶AGUCTRNA核糖DNA脫氧核糖UT返回主菜單兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸核糖13AP堿基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸[點擊觀察結構變化]返回主菜單OAP堿基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸[點擊觀察結構變化14A腺苷堿基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷二磷酸（ADP）P～腺苷三磷酸（ATP）O磷酸核苷酸主菜單返回A腺苷堿基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷15NDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAU

CGUUUDPCTPAMPDNAATCGTTdADPdTTPdGMP（TTP）（dUTP）核苷酸的命名及其符號返回主菜單NDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAU16二、DNA的超螺旋結構及其在染色質中的組裝（一）DNA的超螺旋結構超螺旋結構(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構。正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同負超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反二、DNA的超螺旋結構及其在染色質中的組裝（一）DNA的超螺17意義DNA超螺旋結構整體或局部的拓撲學變化及其調(diào)控對于DNA復制和RNA轉錄過程具有關鍵作用。意義18（二）原核生物DNA的高級結構（二）原核生物DNA的高級結構19（三）DNA在真核生物細胞核內(nèi)的組裝真核生物染色體由DNA和蛋白質構成，其基本單位是核小體(nucleosome)。核小體的組成DNA：約200bp組蛋白：H1H2A，H2BH3H4（三）DNA在真核生物細胞核內(nèi)的組裝真核生物染色體由DNA和20第1章基因與基因工程--核酸課件21第1章基因與基因工程--核酸課件22（四）DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎?；驈慕Y構上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。（四）DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息23三、RNA的結構與功能StructureandFunctionofRNA三、RNA的結構與功能StructureandFunct24RNA的種類、分布、功能RNA的種類、分布、功能25信使RNA的結構與功能hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNA*mRNA成熟過程

外顯子(exon)信使RNA的結構與功能hnRNA內(nèi)含子mRNA*26*mRNA結構特點1.大多數(shù)真核mRNA的5′末端均在轉錄后加上一個7-甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的C′2也是甲基化，形成帽子結構：m7GpppNm-。2.大多數(shù)真核mRNA的3′末端有一個多聚腺苷酸(polyA)結構，稱為多聚A尾。*mRNA結構特點1.大多數(shù)真核mRNA的5′末端均在轉27帽子結構帽子結構28第一章基因與基因工程----（一）

核酸的分類、分布與功能（二）

核酸的分子組成（三）

核酸的分子結構（四）

核酸的理化特性一、核酸的結構和功能第一章基因與基因工程----（一）核酸29（一）核酸的分類、分布與功能核糖核酸

（RNA）：脫氧核糖核酸（DNA）：mRNAtRNArRNA（信使RNA）（轉運RNA）（核蛋白體RNA）細胞質，參與蛋白質的生物合成5%，Pr合成的直接模板15%，活化與轉運AA80%，充當裝配機，提供場所核內(nèi)染色質，遺傳的物質基礎

基因

——DNA分子中的

功能片段（決定遺傳特性）（特定的堿基序列）

首頁主菜單（一）核酸的分類、分布與功能核糖核酸（RNA）：脫30（二）核酸的分子組成1、核酸的元素組成C、H、O、N、P2、組成核酸的基本單位——

核苷酸多核苷酸核苷酸磷酸核苷A、GU、C、T戊糖堿基嘌呤堿嘧啶堿核酸A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、T

（胸腺嘧啶）兩類核酸在分子組成上的異同點首頁主菜單[命名]（二）核酸的分子組成1、核酸的元素組成C、H、O、N、31兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸磷酸戊糖核糖脫氧核糖堿基嘌呤嘧啶AGUCT首頁主菜單兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸磷酸32（三）核酸的分子結構1、DNA的分子大小和結構（1）分子大小與組分DNA是目前分子量最大的生物大分子A、G、T、C和

脫氧核糖

及磷酸（2）一級結構概念——DNA鏈中A、T、C、G的序列脫氧核糖核苷酸之間以磷酸二酯鍵相連首頁主菜單（三）核酸的分子結構1、DNA的分子大小和結構（1）分33（3）空間結構（二級結構）——

雙螺旋結構①、結構要點：逆向平行雙螺旋兩鏈之間有特定的堿基互補規(guī)律（堿基配對）A—TG—C（通過兩個氫鍵相連）（通過三個氫鍵相連）雙螺旋結構的穩(wěn)定依靠堿基對間的氫鍵②、生物學意義：提出了遺傳信息的貯存方式、DNA的復制機理是DNA復制、轉錄和翻譯的分子基礎首頁主菜單（3）空間結構（二級結構）——雙螺旋結構①、結構要點：342、RNA的分子組成和結構（1）分子組成與一級結構A、G、U、C及

核糖、磷酸RNA鏈中A、G、U、C的序列②、一級結構：①、組成：（以

tRNA的二級結構

為例）

（2）二級結構3-末端：CCA-OH反密碼環(huán)頂端：反密碼子（攜帶AA的部位）（識別mRNA上特定的密碼子）三葉草形tRNA的二級結構——首頁主菜單2、RNA的分子組成和結構（1）分子組成與一級結構A、G、U35（四）

核酸的理化特性1、變性核酸（DNA）通過加熱，雙鏈結構解開形成兩條單鏈的的過程2、復性因變性而解開的兩條單鏈，在溫度緩慢下降時重又聚合成雙鏈結構的過程復性在實驗技術中又稱“退火”3、分子雜交分子雜交是以核酸的變性和復性為基礎不同來源的兩條核酸單鏈，若有大致相同的堿基互補順序，經(jīng)退火處理，可形成雜交雙鏈。分子雜交可發(fā)生在

DNA-DNA、DAN-RNA

和

RNA-RNA首頁主菜單NEXT（四）核酸的理化特性1、變性核酸（DNA）通過加熱36加溫緩慢降溫加溫緩慢降溫返回主菜單（變性）（復性）（分子雜交）加溫緩慢加溫緩慢返回主菜單（變性）（復性）37示意圖ATGC返回主菜單示意圖ATGC返回主菜單38示意圖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）主菜單返回示意圖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）主菜39示意圖

5’-末端反密碼環(huán)3’-末端氨基酸臂返回主菜單示意圖5’-末端反密碼環(huán)3’-末端氨基酸臂返回主40兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸核糖脫氧核糖磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶AGUCTRNA核糖DNA脫氧核糖UT返回主菜單兩類核酸在分子組成上的異同點RNADNA組分磷酸核糖41AP堿基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸[點擊觀察結構變化]返回主菜單OAP堿基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸[點擊觀察結構變化42A腺苷堿基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷二磷酸（ADP）P～腺苷三磷酸（ATP）O磷酸核苷酸主菜單返回A腺苷堿基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷43NDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAU

CGUUUDPCTPAMPDNAATCGTTdADPdTTPdGMP（TTP）（dUTP）核苷酸的命名及其符號返回主菜單NDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAU44二、DNA的超螺旋結構及其在染色質中的組裝（一）DNA的超螺旋結構超螺旋結構(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構。正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同負超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反二、DNA的超螺旋結構及其在染色質中的組裝（一）DNA的超螺45意義DNA超螺旋結構整體或局部的拓撲學變化及其調(diào)控對于DNA復制和RNA轉錄過程具有關鍵作用。意義46（二）原核生物DNA的高級結構（二）原核生物DNA的高級結構47（三）DNA在真核生物細胞核內(nèi)的組裝真核生物染色體