核酸的結(jié)構(gòu)與功能_第1頁
核酸的結(jié)構(gòu)與功能_第2頁
核酸的結(jié)構(gòu)與功能_第3頁
核酸的結(jié)構(gòu)與功能_第4頁
核酸的結(jié)構(gòu)與功能_第5頁
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文檔簡介

核酸的結(jié)構(gòu)與功能第一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日本章主要內(nèi)容第一節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及功能

第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)與功能

第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)第四節(jié)核酸的研究方法

第二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日教學(xué)目標1.掌握DNA和RNA在組分、結(jié)構(gòu)和功能上的差異。2.了解核酸的結(jié)構(gòu)和它們的性質(zhì)、功能的關(guān)系。3.認識核酸在生物科學(xué)上的重要性和實踐意義。第三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日①元素組成:C、H、O、N、P等②基本單位:核苷酸核苷酸分子含N堿基磷酸五碳糖核苷第一節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及功能第四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核酸的組成核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基水解核糖脫氧核糖嘌呤嘧啶

腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶第五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核酸代表戊糖,對DNA而言為脫氧核糖,對RNA而言為核糖;

代表堿基

代表磷酸基核苷酸第六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日90%以上分布于細胞核,其余分布于核外如線粒體,葉綠體,質(zhì)粒等。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息,決定細胞和個體的基因型(genotype)。參與細胞內(nèi)DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。第七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日一、核苷酸的結(jié)構(gòu)與組成第八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日嘌呤腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)7NHN9NNNHO215843261.堿基嘌呤A、G第九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日嘧啶

C、U、T尿嘧啶(U)51NHOON2346胞嘧啶ON1NH23456NH2胸腺嘧啶(T)CH3

第十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日堿基的結(jié)構(gòu)特征都具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)特征;嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)呈接近于平面的結(jié)構(gòu);有酮式—烯醇式(羥基)或胺式—亞胺式(氨基)互變異構(gòu)。第十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日胺式

亞胺式互變異構(gòu)第十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日酮式烯醇式互變異構(gòu)第十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日RNADNA尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C鳥嘌呤G腺嘌呤A

第十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日稀有堿基主要存在于RNA甲基化、氫化、硫化嘌呤——次黃嘌呤、1-甲基次黃嘌呤、

N2、N2-二甲基鳥嘌呤。嘧啶——5-甲基胞嘧啶、5-羥甲基胞嘧啶、二氫尿嘧啶、4-巰尿嘧啶

都是基本堿基的化學(xué)修飾型第十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日鳥嘌呤次黃嘌呤1-甲基次黃嘌呤第十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日第十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日2.戊糖核糖脫氧核糖第十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日3.核苷=戊糖+堿基嘌呤環(huán)上的N-9嘧啶環(huán)上的N-1腺嘌呤核苷(腺苷)OHOHOHOCH21’2’3’4’5’NNNN123456789CH3胞嘧啶脫氧核苷戊糖的C-1’。糖苷鍵第十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

稀有核苷:

1、2’-0-甲基-核糖-核苷

2、稀有堿基DHU3、連接方式ψ

(假尿嘧啶核苷)第二十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日假尿嘧啶核苷(Ψ)OHOHOHOCH21’2’3’4’5’1NHON23456

糖環(huán)與尿嘧啶環(huán)不是以N-C鍵相連,而是以C-C鍵相連——tRNA分子中特有的核苷稀有核苷O第二十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日4.核苷酸=核苷+磷酸5ˊ-核苷酸2ˊ

—3ˊ—POOCONNNNNH22’3’4’OOHOHH21’5’HO第二十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核苷酸結(jié)構(gòu)簡式pN

2′–核苷酸3′–核苷酸5′–核苷酸Np

第二十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日H2OH2O堿基磷酸戊糖核苷鍵酯鍵HO第二十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日八種核苷酸M/單,D/二,T/三;P-磷酸DNA在單/二/三前加脫氧兩字

如AMP稱腺苷一磷酸(或腺苷酸)

dAMP稱為脫氧腺苷一磷酸(脫氧腺苷酸)第二十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日甲基化修飾:“m”(methy-)修飾基團在堿基上:

—寫在堿基左邊修飾基團在核糖上:

—寫在堿基右邊右下腳:修飾基團數(shù)目右上腳:修飾位置

m3

G2,2,7第二十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日ATP5′1′焦磷酸5.核苷酸衍生物第二十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日環(huán)狀核苷酸(cAMP)

3’5’cAMP在細胞內(nèi)起傳遞細胞外信號的作用,被稱為“第二信使”。第二十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日二、核苷酸的功能

構(gòu)成核酸大分子參與物質(zhì)代謝、能量代謝及其調(diào)節(jié)第二十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)與功能

核酸分子是由核苷酸單體通過3’,5’-磷酸二酯鍵聚合而成的多核苷酸長鏈。

一級結(jié)構(gòu)是指其核苷酸的排列順序。一、核酸的一級結(jié)構(gòu)第三十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA與RNA分子組成的比較磷酸

核糖C,UA,GRNA磷酸脫氧核糖C,TA,GDNA磷酸

戊糖嘧啶嘌呤鏈數(shù)雙鏈單鏈第三十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核酸鏈的表示方式//////OHHNHCH2HH2345//////OHHNHCH2HH2345//////OHHNHOHH2345OPOOO--OOPOOHCH2OOPOOOOPOO3’,5’-磷酸二酯鍵5’-Pi3’-OH1、字母式:ACGU2、線條式3、結(jié)構(gòu)式脫氧核糖第三十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日二、DNA的高級結(jié)構(gòu)與功能1953年,J.Watson和F.Crick

在前人研究工作的基礎(chǔ)上,提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,并對模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測。1、DNA的二級結(jié)構(gòu)第三十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日3′

5′

3′

5′1)DNA分子由兩條反平等排列的脫氧核苷酸鏈組成,一條鏈5′

→3′,另一條鏈3′→5′。2)兩條鏈均以“脫氧核糖-磷酸基團-”為,以右手螺旋方式圍繞同一公共軸盤旋,螺旋直徑為2.37nm,并形成大溝和小溝。(1)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)2nm3.4nm小溝大溝3)堿基位于螺旋內(nèi)側(cè),堿基平面與縱軸垂直,兩條鏈上的堿基形成氫鍵,遵循互補配對原則:其中A=T,G≡C,A+G=T+C第三十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日5)氫鍵維持雙螺旋的橫向穩(wěn)定性,堿基堆積力維持縱向穩(wěn)定性,并更為重要。平面圖4)、雙螺旋直徑2nm,每周10個堿基對,上升3.4nm,相鄰堿基平面的距離為0.34nm,夾角36°第三十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性穩(wěn)定的作用力?

堿基堆積力

氫鍵

離子鍵不穩(wěn)定的作用力?靜電斥力

堿基分子內(nèi)能第三十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性Z型DNA左旋、細長

A型DNA短、左旋B型相對濕度92%時的DNA纖維第三十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日(2)

十字型結(jié)構(gòu)第三十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA的類型類型結(jié)晶狀態(tài)螺距堿基距離每圈旋轉(zhuǎn)

(nm)(nm)bp數(shù)方向A相對濕度75%2.80.25611右手

DNA鈉鹽B相對濕度92%3.40.3410右手

DNA鈉鹽C相對濕度66%3.10.3329.3右手

DNA鋰鹽Zd(GCGCGC)4.440.3712左手(2)第三十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日(3)

三鏈螺旋通常是一條同型寡核苷酸與寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸雙螺旋的大溝結(jié)合:oligo(Py):oligo(Pu)—oligo(Py/Pu)第四十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日T=A:A,C≡G:C+T=A:TC≡G:G★第三股與寡嘌呤之間同向平行,并按Hoogsteen配對第四十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日2、DNA的三級結(jié)構(gòu)

DNA在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進一步扭曲盤旋形成的特定構(gòu)象。

包括:不同二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用單鏈與二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用

DNA的拓撲特征

超螺旋是DNA三級結(jié)構(gòu)的主要形式。第四十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日第四十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日A.真核細胞染色體的DNA念珠狀三級結(jié)構(gòu)3、DNA與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合物第四十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA的存在形式第四十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日B.

原核生物以及真核生物細胞器環(huán)狀DNA的超螺旋三級結(jié)構(gòu)葉綠體中含有環(huán)狀DNA線粒體中含有環(huán)狀DNA細菌等原核生物質(zhì)粒染色體第四十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日固定負超螺旋(右手拓撲結(jié)構(gòu))反之,則為正超螺旋自然界通常為負超螺旋。DNA形成三級結(jié)構(gòu)及染色體的意義何在?壓縮分子空間人體每個體細胞DNA長2m,細胞直徑0.1mm,細胞核0.05mm環(huán)狀DNA右旋第四十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日4、DNA的功能遺傳物質(zhì)第四十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA與RNA分子組成的比較磷酸

核糖C,UA,GRNA磷酸脫氧核糖C,TA,GDNA磷酸

戊糖嘧啶嘌呤鏈數(shù)雙鏈單鏈三、RNA的高級結(jié)構(gòu)與功能

一級結(jié)構(gòu)是指其核糖核苷酸的排列順序。第四十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核糖核酸(RNA)RNA為單鏈分子RNA主要負責(zé)DNA遺傳信息的翻譯和表達分子量比DNA小得多第五十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日RNA的種類、分布、功能除了上述三種RNA外,細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA,統(tǒng)稱為非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)。

核糖體RNA核內(nèi)不均一RNA核內(nèi)小RNA細胞核和胞液線粒體功能rRNAmRNAtRNAmtmRNAmttRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA核糖體組分轉(zhuǎn)運氨基酸參與hnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運信使RNA轉(zhuǎn)運RNA胞漿小RNA細胞核和胞液線粒體功能mtrRNA蛋白質(zhì)合成模板rRNA的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組分核仁小RNA含量80%5%10-15%成熟mRNA的前體microRNA,mRNA微RNA抑制基因的表達第五十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日約占總RNA的10-15%在蛋白質(zhì)生物合成中翻譯AA信息、將相應(yīng)AA轉(zhuǎn)運到核糖核蛋白體每一個AA至少有一個相應(yīng)的tRNA1、tRNATransferRNA第五十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日一級結(jié)構(gòu)特點:約由73-93個核苷酸組成分子中含有較多的修飾成分(10-20%)3‘-末端都具有-CCA-OH的結(jié)構(gòu)第五十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日tRNA是單鏈分子,其二級結(jié)構(gòu)由部分雙螺旋結(jié)構(gòu)和環(huán)狀突起構(gòu)成三葉草形①氨基酸臂:由7對bp組成,富含G,末端為CCA,接受活化AA②二氫尿嘧啶環(huán)(D環(huán))

由8-12個核苷酸組成③反密碼環(huán):識別密碼子④額外環(huán):大小是tRNA分類的重要指標⑤假尿嘧啶核苷-胸腺嘧啶核苷環(huán)(TΨC環(huán))tRNA的二級結(jié)構(gòu)第五十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日tRNA的三葉草型二級結(jié)構(gòu)123葉子反密碼子環(huán)

反密碼子載運氨基酸臂稀有堿基D環(huán)TψC環(huán)額外環(huán)四環(huán)四臂第五十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日tRNA的三級結(jié)構(gòu)第五十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日tRNA的三級結(jié)構(gòu):倒“L”形第五十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日①5′末端帽子結(jié)構(gòu):m7GpppNmP②3′末端有多聚腺苷酸尾巴結(jié)構(gòu)(polyA)

③單順反子(一條mRNA鏈上有一個編碼區(qū))(1)真核細胞mRNA第五十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日約占總RNA的5%。不同細胞的mRNA鏈長和分子量差異很大。其功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–核糖核蛋白體。2、mRNAMessengerRNA第五十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日5′帽子密碼子3′polyAm7Gppp-AUGGUG……………UAAAAAA…AA5′端非翻譯區(qū)編碼區(qū)3′非翻譯區(qū)真核生物mRNA的共價結(jié)構(gòu)第六十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日帽子結(jié)構(gòu)第六十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日帽子結(jié)構(gòu):識別翻譯起始

polyA:維持mRNA的穩(wěn)定性功能第六十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日原核生物mRNA為多順反子,無修飾堿基。多順反子mRNA(polycistronicmRNA):一條mRNA鏈上有多個編碼區(qū)(2)原核細胞mRNA第六十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日約占全部RNA的80%是核糖核蛋白體的主要組成部分功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)。3、rRNARibosomeRNA第六十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日*rRNA的種類(根據(jù)沉降系數(shù))真核生物5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA23SrRNA16SrRNA第六十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日所有rRNA分子中都有大量的鏈內(nèi)互補序列,可以形成鏈內(nèi)堿基配對,使得rRNA高度折疊。rRNA二級結(jié)構(gòu)中存在大量的莖環(huán)結(jié)構(gòu),且對同一沉降系數(shù)的不同物種來源的rRNA來說,雖然它們的一級結(jié)構(gòu)同源性不同,但二級結(jié)構(gòu)卻非常相似。第六十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日4、其他小RNA及RNA組學(xué)非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNA,snmRNA):除了tRNA,mRNA,rRNA外,)在細胞的不同部位還存在著許多其他各類的小分子RNA,通稱為snmRNA。RNA組學(xué)(RNomics):研究細胞中snmRNA種類、結(jié)構(gòu)和功能,snmRNA表達譜的變化及其與功能的關(guān)系。第六十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日一、核酸的解離與溶解度1、分子量大,兩性電解質(zhì),通常表現(xiàn)為酸性;2、DNA的pI為4-4.5,RNApI為2-2.5;3、溶解性:均微溶于水;不溶于一般有機溶劑,在70%乙醇中沉淀;4、粘度:DNA粘度大,而RNA粘度小5、DNA對堿穩(wěn)定,而RNA被稀堿水解。第3節(jié)核酸的理化性質(zhì)

第六十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日二、核酸的粘度核酸粘度大小規(guī)律:DNA>RNA

雙鏈DNA(dsDNA)>單鏈DNA(SSDNA)第六十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日三、核酸的紫外吸收

堿基具有共軛雙鍵,因此具有紫外吸收性質(zhì),其吸收高峰接近260nm。

DNA紫外吸收光譜:1.天然DNA;2.變性DNA;3.核苷酸中吸收值吸光度波長(nm)第七十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日OD260的應(yīng)用:1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相當于50μg/ml雙鏈DNA40μg/ml單鏈DNA(或RNA)

20μg/ml寡核苷酸2.判斷核酸樣品的純度DNA純品:OD260/OD280=1.8RNA純品:OD260/OD280=2.0含雜蛋白及苯酚,降低3.判斷DNA是否變性在DNA的變性過程中,光吸收值增大(增色效應(yīng))在DNA的復(fù)性過程中,光吸收值減?。p色效應(yīng))第七十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日四、核酸的變性、復(fù)性及雜交

核酸變性指核酸雙螺旋區(qū)堿基對間的氫鍵斷裂,空間結(jié)構(gòu)破壞,形成單鏈無規(guī)則線團狀態(tài)的過程。降解:核苷酸骨架上3’,5’-磷酸二酯鍵的斷裂DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂1、變性(denaturation)第七十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

核酸變性后,260nm的紫外吸收值明顯增加,稱增色效應(yīng)。

加熱DNA的稀鹽溶液,達到一定溫度(80~100℃)后,核酸即發(fā)生熱變性。熱變性是核酸的重要性質(zhì)。

熱變性DNA緩慢冷卻的過程,稱退火。

核酸變性后,浮力密度增高、粘度降低、生物活性降低或喪失、酸堿滴定曲線改變。第七十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日指增色效應(yīng)達50%時的溫度一般DNATm值在85-90C之間Tm:DNA變性時,OD260達到最大值的50%時的溫度稱為DNA的解鏈溫度或融解溫度(Tm)。大小與G+C含量成正比。第七十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日均一性高,變性的溫度范圍越窄。Tm值大小與下列因素有關(guān):(1)DNA的均一性:

第七十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日測定Tm,可推知G-C含量。G-C%=(Tm-69.3)×2.44(2)G-C含量:第七十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日不易用稀電解質(zhì)保存DNA(3)介質(zhì)中的離子強度:第七十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日2、復(fù)性(renaturation)變性DNA在適當?shù)臈l件下,兩條彼此分開的單鏈重新締合成雙螺旋——復(fù)性。第七十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA復(fù)性第七十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日復(fù)性的程度、速率與復(fù)性條件有關(guān):熱變性DNA驟然冷卻(淬火)不可能復(fù)性將變性DNA緩慢冷卻(退火)可以復(fù)性熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性,這一過程稱為退火(annealing)。分子量越大復(fù)性越難;濃度越大,復(fù)性越容易;第八十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

核酸變性后復(fù)性時,不同來源的DNA形成雙鏈,或DNA單鏈和RNA鏈形成DNA-RNA雜合雙鏈的過程稱分子雜交。3.核酸雜交(Hybridization)第八十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日第八十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA-DNA雜交雙鏈分子變性復(fù)性不同來源的DNA分子第八十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日核酸的分子雜交RNADNA熱變性復(fù)性分子雜交DNA-RNA雜交鏈第八十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

Southern雜交

Northern雜交

Western雜交第八十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日五、核酸的水解

酸、堿、酶水解作用于磷酸二酯鍵和糖苷鍵DNA/RNA對酸/堿的耐受程度有差別第八十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日糖苷鍵比磷酸酯鍵更易被酸水解;嘌呤堿比嘧啶堿的糖苷鍵對酸更不穩(wěn)定;對酸最不穩(wěn)定的:嘌呤與脫氧核糖間糖苷鍵1、酸水解第八十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日DNA:pH2.8、100℃加熱1h,或pH1.6,37℃對水透析可除去嘌呤堿形成無嘌呤酸(apurinicacid,APA)第八十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日2、堿水解第八十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日第九十頁,共一百二十頁,2022年,8月28日RNA磷酸酯鍵被水解——生成2’/3’-核苷酸DNA則不受影響∵脫氧核糖無2’-OH,∴不能形成堿水解中間產(chǎn)物DNA在1mol/LNaOH中加熱至100℃4h,可得到小分子的寡聚脫氧核苷酸。第九十一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日3、酶水解——磷酸二酯鍵(1)酶分類

①根據(jù)底物分為:DNase、RNase②根據(jù)作用方式:核酸外切酶從一端(3′/5′)逐個水解核酸內(nèi)切酶從中間開始在某個位點切斷第九十二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日③按照作用的化學(xué)鍵

磷酸二酯酶(phosphodiesterase)

斷3′-OH形成的酯鍵5′-磷酸核苷斷5′-OH形成的酯鍵3′-磷酸核苷

磷酸單酯酶(phosphomonoesterase)

——切去核酸分子末端磷酸基及核苷酸的磷酸基第九十三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日④其它:對底物二級結(jié)構(gòu)的專一性

雙鏈酶:作用于雙鏈核酸

單鏈酶:作用于單鏈核酸第九十四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日++PyPyPyPyPyPyPuPuPPPPPPPPPP2H2O(2)RNase

(1)牛胰核糖核酸酶(RNaseⅠ)作用:嘧啶核苷3’-磷酸與其它核苷酸連鍵專一性極高的內(nèi)切酶產(chǎn)物:3’嘧啶核苷酸/其結(jié)尾的寡核苷酸第九十五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日PPPPPPP2H2OPP++OHOHPPPPPGAGAAAGGCUUC

(2)核糖核酸酶T1

(RNaseT1)作用:3’-鳥苷酸與相鄰核苷酸5’-OH連鍵產(chǎn)物:3’-鳥苷酸或以其為末端的寡核苷酸第九十六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日(3)核糖核酸酶T2

(RNaseT2

)作用位點為Ap殘基可將tRNA完全降解為3’-腺苷酸結(jié)尾的寡核苷酸第九十七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日①DNaseⅠ:牛胰脫氧核糖核酸酶

Mg2+激活、檸檬酸鹽抑制切斷雙鏈或單鏈DNA——以5’-磷酸為末端的寡聚核苷酸②DNaseⅡ:牛脾脫氧核糖核酸酶

Mg2+抑制

——3’-磷酸為末端的寡聚核苷酸(3)DNase第九十八頁,共一百二十頁,2022年,8月28日③鏈球菌脫氧核糖核苷酸酶:內(nèi)切酶,作用于DNA

產(chǎn)物為5’-磷酸為末端的碎片④限制性內(nèi)切酶(細菌)

主要降解外源DNA

具嚴格的堿基序列專一性第九十九頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

EcoRⅠ

E:大腸桿菌E.coli屬名

co:種名的頭兩個字母

R:大腸桿菌的菌株

Ⅰ:該細菌中已分離出的這類酶的編號

第一百頁,共一百二十頁,2022年,8月28日限制性內(nèi)切酶通常與甲基化酶成對存在:具有相同的底物專一性,識別相同堿基序列。甲基供體:S-腺苷甲硫氨酸甲基受體:DNA上的A與C——甲基化使細菌自身的DNA帶上標記第一百零一頁,共一百二十頁,2022年,8月28日5’-T-A-G-C-T-A--T-A-G-C-T-A-3’3’-A-T-C-G-A-T--A-T-C-G-A-T-5’5’-T-A-G-C-T-A--T-A-G-C-T-A-3’3’-A-T-C-G-A-T--A-T-C-G-A-T-5’第一百零二頁,共一百二十頁,2022年,8月28日

非特異性的糖苷酶堿基特異N-糖苷酶水解糖苷鍵(4)N-糖苷酶第一百零三頁,共一百二十頁,2022年,8月28日制備天然核酸必需采用溫和的條件,防止過酸、過堿,避免劇烈攪拌,尤其重要的是防止核酸酶的作用一、核酸的分離、純化及鑒定第4節(jié)核酸研究方法第一百零四頁,共一百二十頁,2022年,8月28日真核DNA以核蛋白(DNP)形式存在,DNP溶于水或高鹽溶液(1mol/LNaCl),但不溶于低鹽溶液(0.14mol/LNaCl),據(jù)此,采用高鹽提取,低鹽沉淀,可將DNP與RNA核蛋白分開,提取出DNP。去除蛋白質(zhì):水飽和酚,氯仿異戊醇。DNA沉淀:0.3MNaAC-70%乙醇1、DNA的提取第一百零五頁,共一百二十頁,2022年,8月28日制備RNA時,最重要的是使RNase滅活:①所有容器都要經(jīng)過高溫處理,不能高溫高壓的用0.1%焦碳酸二乙酯(DEPC)處理。DEPC能使蛋白質(zhì)乙基化而破壞RNase活性;②加入強變性劑(如胍鹽)使RNase失活;③在RNA的反應(yīng)體系內(nèi)加入RNase的抑制劑(如RNasin)2、RNA的提取第一百零六頁,共一百二十頁,2022年,8月28日(2)定糖法RNA:核糖→糠醛→→綠色物質(zhì)(670-680nm)DNA:脫氧核糖+二苯胺→蘭色物質(zhì)(595-620nm)苔黑酚/地衣酚濃HCl濃硫酸(1)紫外分光光度法1個A~50μg/ml

雙鏈DNA

~40μg/mlRNA或單鏈DNA3、核酸含量測定第一百零七頁,共一百二十頁,2022年,8月28日(3)定磷法核酸含磷量為9.5%1g磷相當于10.5g核酸(4)瓊脂糖凝膠電泳溴乙錠能插入DNA分子的堿基對間形成復(fù)合物在紫外線照射下溴乙錠發(fā)橘紅色熒光熒光強度與DNA含量成正

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