生物化學(xué)與分子生物學(xué)第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能課件

第二章StructureandFunctionofNucleicAcid

核酸的結(jié)構(gòu)與功能第二章StructureandFunctionofN核酸的研究歷史：1868年，瑞士外科醫(yī)生FridrichMiescher

從膿細(xì)胞核中分離到核酸樣物質(zhì)。

核酸分為DNA和RNA。DNA存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)，RNA存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。

1944年，OswaldAvery通過肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸的研究歷史：1868年，瑞士外科醫(yī)生Fridrich

核酸

(nucleicacid)脫氧核糖核酸

（deoxyribonucleicacid，DNA）核糖核酸

(ribonucleicacid，RNA)遺傳信息的傳遞、儲(chǔ)存和攜帶者主要參與遺傳信息的表達(dá)過程核酸

(nucleicacid)脫氧核糖核酸

（de第一節(jié)

核酸的化學(xué)組成及一級結(jié)構(gòu)第一節(jié)

核酸的化學(xué)組成及一級結(jié)構(gòu)核酸的元素組成nucleicacidprotein元素組成C、H、O、N、PC、H、O、N、S

特點(diǎn)P的含量較恒定約為9-10%N的含量較恒定約為15-17%(平均16%)核酸的元素組成nucleicacidprotein元素組成核苷酸的結(jié)構(gòu)核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸(nucleotide)連接鍵：3’，5’-磷酸二酯鍵核酸在核酸酶作用下水解為核苷酸，核苷酸由堿基、

戊糖和磷酸組成。核酸經(jīng)部分水解后，產(chǎn)物為核苷酸、核苷和磷酸；經(jīng)完全水解后，產(chǎn)物為堿基、戊糖和磷酸。核苷酸的結(jié)構(gòu)核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸(nucleotide核酸核苷酸核苷磷酸戊糖堿基核糖脫氧核糖A、G、C、T/U核酸核苷酸核苷磷酸戊糖堿基核糖脫氧核糖A、G、C、T/U一、戊糖DNA含β-D-2-脫氧核糖，RNA含β-D-核糖。一、戊糖DNA含β-D-2-脫氧核糖，RNA含β-D-核糖。二、堿基(Base)堿基腺嘌呤（adenine，A）鳥嘌呤（guanine，G）胞嘧啶（cyanine，C）胸腺嘧啶（thymine，T）尿嘧啶（uracil，U）嘌呤堿嘧啶堿(purine)(pyrimidine)二、堿基(Base)堿基腺嘌呤（adenine，A）鳥嘌呤（先將嘌呤和嘧啶的結(jié)構(gòu)式記住，再記口訣：胸前一灘尿;(U+C-基團(tuán)就是T)尿里兩泡泡;(嘧啶中兩個(gè)O就是U)上面一個(gè)是氨氣包；(U中上面O換成NH2就是C)鳥兒張嘴吸氨氣G；(張嘴即O)又有線兒將鳥嘴來系。(系嘴即去掉O，G去掉O再把NH2換上就是A)先將嘌呤和嘧啶的結(jié)構(gòu)式記住，再記口訣：稀有堿基，多為甲基化衍生物。在DNA和RNA中都有胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）只出現(xiàn)在DNA分子中，尿嘧啶（U）則只出現(xiàn)于RNA分子中稀有堿基，多為甲基化衍生物。在DNA和RNA中都有胞嘧啶（C嘌呤、嘧啶環(huán)上由于有共軛雙鍵，在260nm波長附近對紫外光有較強(qiáng)的吸收，可用于定量或定性測定。嘌呤嘧啶核糖磷酸DNAA，GC，T脫氧核糖磷酸RNAA，GC，U核糖磷酸兩類核酸分子的組成比較嘌呤、嘧啶環(huán)上由于有共軛雙鍵，在260nm波長附近嘌呤嘧啶核三、核苷（nucleoside）

核苷是由堿基與核糖或脫氧核糖縮合而成，是堿基與戊糖以β-N-糖苷鍵相連構(gòu)成的一種糖苷。

嘌呤環(huán)上的N-9或嘧啶環(huán)上的N-1與戊糖的C-1’

以糖苷鍵相連

可分成核糖核苷和脫氧核糖核苷

各有四種核苷，分別形成DNA和RNA。三、核苷（nucleoside）核苷是由堿基與核糖或脫氧核糖核苷酸：脫氧核糖核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP、dTMPAMP、GMP、CMP、UMP四、核苷酸（nucleotide）核苷酸是核苷在戊糖羥基上的磷酸酯。核糖核苷酸：脫氧核糖核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP、d5ˊ-核苷酸還可在5ˊ的磷酸基上再連上一或兩個(gè)磷酸基形成核苷二磷酸或核苷三磷酸。5ˊ-核苷酸還可在5ˊ的磷酸基上再連上一或兩個(gè)磷酸基形成核苷多種核苷三磷酸，特別是腺苷三磷酸（ATP），在細(xì)胞的能量代謝中起重要作用，ATP屬于高能磷酸化合物，當(dāng)它被水解為腺苷二磷酸時(shí)，能釋放較多的自由能，后者可被機(jī)體直接利用。多種核苷三磷酸，特別是腺苷三磷酸（ATP），在細(xì)胞的能量代謝有的核苷一磷酸能形成3ˊ，5ˊ-磷酸二酯鍵，構(gòu)成環(huán)化核苷酸，如3ˊ，5ˊ-環(huán)腺苷酸（cyclicademosinemonophophate,cAMP）及3ˊ，5ˊ－環(huán)鳥苷酸(cyclicguanosinemonophosphate,cGMP)，是一些激素等信號分子的第二信使，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。有的核苷一磷酸能形成3ˊ，5ˊ-磷酸二酯鍵，構(gòu)成環(huán)化核苷酸，

核酸的一級結(jié)構(gòu)一、一級結(jié)構(gòu)的定義

核酸分子中核苷酸的排列順序。又稱為堿基順序。

核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸核酸的一級結(jié)構(gòu)一、一級結(jié)構(gòu)的定義核酸分子中核苷酸的排二、核苷酸間連接方式

一個(gè)核苷酸的3’－OH與下一個(gè)核苷酸的5’

－磷酸之間形成

3’、5’－磷酸二酯鍵（phosphodiesterlinkage）

，從而構(gòu)成不分支的線性大分子

四種脫氧核苷酸按照一定的排列順序以磷酸二酯鍵相連形成的多聚脫氧核苷酸（polydeoxynucleotides）鏈稱為DNA。

多聚核苷酸（polynucleotides）鏈稱為RNA。二、核苷酸間連接方式一個(gè)核苷酸的3’－OH與下一個(gè)核苷酸的磷酸和戊糖基構(gòu)成多聚核苷酸鏈的骨架，而

可變部分是堿基排列順序。核酸分子是有方向性的分子,它們的兩個(gè)末端分

別為5’-末端(游離羧基)和3’-末端(游離羥基)。書寫方式:5’-末端寫在左邊，3’-末端寫在右邊。磷酸和戊糖基構(gòu)成多聚核苷酸鏈的骨架，而

可變部分是堿基排第二節(jié)

DNA的結(jié)構(gòu)與功能第二節(jié)

DNA的結(jié)構(gòu)與功能一、DNA的二級結(jié)構(gòu)Waston和Crick于1953年4月提出了DNA的右手雙螺旋結(jié)構(gòu)，這就是DNA的二級結(jié)構(gòu)。一、DNA的二級結(jié)構(gòu)Waston和Crick于1953年4月提出這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是:（1）Chargaff的DNA組成的當(dāng)量規(guī)律：

A=T,G=C,A+G=T+C;（2）Wilkins的DNA的X-光衍射照片。提出這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是:（1）Chargaff的DNA組成的當(dāng)1.兩股鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械幕パa(bǔ)雙鏈，呈右手雙螺旋結(jié)構(gòu)(right-handeddoublehelix)；(一)右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)：

3.脫氧核糖和磷酸構(gòu)成鏈的骨架，位于雙螺旋外側(cè)。2.每個(gè)螺旋含10bp，螺距3.4nm，直徑2.0nm；每個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm，并形成大溝(majorgroove)

和小溝(minorgroove)—蛋白質(zhì)與DNA相互作用的基礎(chǔ)。1.兩股鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械幕パa(bǔ)雙鏈，呈右手雙螺旋結(jié)構(gòu)(righDNA雙螺旋的互補(bǔ)雙鏈預(yù)示DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制

(semiconservativereplication)5.雙螺旋的穩(wěn)定：橫向—?dú)滏I；

縱向—堿基堆積力。4.堿基位于雙螺旋內(nèi)側(cè)，堿基平面與雙螺旋的長軸垂直；兩條鏈位于同一平面的堿基以氫鍵相連，堿基互補(bǔ)配對：A=T，GC。DNA雙螺旋的互補(bǔ)雙鏈預(yù)示DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制5.雙(二)DNA二級結(jié)構(gòu)的多樣性：

Watson和Crick1953年提出的模型是B型構(gòu)象，它是在低離子強(qiáng)度的溶液中和染色體中存在的主要構(gòu)象。

天然DNA的構(gòu)象主要為A、B兩型的右手螺旋(二)DNA二級結(jié)構(gòu)的多樣性：Watson和Crick

Z-DNA可能也是天然DNA存在的二級結(jié)構(gòu)形式，其功能可能與基因突變、基因復(fù)制和表達(dá)調(diào)控有關(guān)。1979年，Rich提出了左手螺旋的Z-DNA結(jié)構(gòu)模型。

左手螺旋Z-DNA只是右手螺旋結(jié)構(gòu)模型的一個(gè)補(bǔ)充發(fā)展。Z-DNA可能也是天然DNA存在的二級結(jié)構(gòu)形式，其197三、DNA的三級結(jié)構(gòu)

雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤旋所形成的構(gòu)象，稱之為

DNA的三級結(jié)構(gòu)。

超螺旋是DNA的三級結(jié)構(gòu)的主要形式三、DNA的三級結(jié)構(gòu)雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤旋所形成的構(gòu)象，稱之（一）原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)-DNA超螺旋

原核生物DNA主要為共價(jià)封閉環(huán)（covalentlyclosedcircle,CCC）分子，其進(jìn)一步盤繞扭曲形成DNA超螺旋DNA超螺旋分為正、負(fù)超螺旋；雙螺旋旋轉(zhuǎn)數(shù)減少所形成的稱負(fù)超螺旋，反之稱正超螺旋。

超螺旋絕大多數(shù)為負(fù)超螺旋，其生物學(xué)意義如下：

1.比松弛型更緊密，有利于DNA分子的體內(nèi)包裝。

2.容易解鏈，有利于DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等重要的生理過程。（一）原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)-DNA超螺旋原核生物DNA（二）真核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)-DNA在真核細(xì)胞內(nèi)的組裝真核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)-染色體結(jié)構(gòu)真核生物的線形DNA雙鏈以組蛋白（H2A、H2B、H3、H4）為核心盤繞折疊形成核小體，許多核小體排成串珠狀（染色質(zhì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)），串珠狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步卷曲成筒狀，即染色質(zhì)；染色質(zhì)纖維進(jìn)一步折疊，形成染色（單）體

核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位（二）真核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)-DNA在真核細(xì)胞內(nèi)的組裝真核相鄰兩個(gè)核小體之間，由約長60個(gè)堿基對連接，稱為連接線，連接線上結(jié)合一個(gè)組蛋白H1。核小體的核心是由四種蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各兩個(gè)分子構(gòu)成扁球狀體，構(gòu)成八聚體；DNA雙螺旋146個(gè)堿基對在組蛋白八聚體表面盤繞

1.75圈，形成形成直徑10nm的核小體重復(fù)單位。真核生物染色體組裝的三個(gè)層次1.核小體結(jié)構(gòu)（第一層次，壓縮6-7倍）:相鄰兩個(gè)核小體之間，由約長60個(gè)堿基對連接，稱為連接線，連接2、30nmDNA纖維（第二層次，壓縮40倍）6個(gè)核小體盤旋一周，纏繞成直徑30nmDNA纖維3、300nm染色體舒展形式（第三層次）30nmDNA纖維進(jìn)一步壓縮產(chǎn)生特征性染色體結(jié)構(gòu)

總壓縮倍數(shù)：1000-10000倍2、30nmDNA纖維（第二層次，壓縮40倍）6個(gè)核小二、DNA的功能

是基因的載體，具體的說DNA為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板，它是遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)?；蚴悄軌虮磉_(dá)和產(chǎn)生基因產(chǎn)物DNA序列?？煞譃榈鞍踪|(zhì)基因和RNA基因。

Gene:ADNAsegmentthatcontainsthebiological

informationrequiredforthesynthesisofa

functionalbiologicalproduct(proteinorRNA)二、DNA的功能是基因的載體，具體的說DNA為生物遺傳信息酶DNA（deoxyribozyme）

具有酶活性的DNA稱作酶DNA或脫氧核酶（deoxyribozyme），其發(fā)現(xiàn)是人類對于酶的認(rèn)識又一次重大飛躍。酶DNA（deoxyribozyme）具有酶活性的DNA稱基因組(genome)：一個(gè)細(xì)胞或生物體的全部DNA。功能基因組學(xué)（functionalgenomics）基因組學(xué)(genomics)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）基因組(genome)：一個(gè)細(xì)胞或生物體的全部DNA。功能基第三節(jié)

RNA的結(jié)構(gòu)與功能第三節(jié)

RNA的結(jié)構(gòu)與功能

（3）核糖體核糖核酸（ribosomeRNA，rRNA）一、RNA的種類1、參與蛋白質(zhì)合成的RNA（1）信使核糖核酸（messengerRNA，mRNA）（2）轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸（transferRNA，tRNA）三類RNA主要功能是共同參與基因表達(dá)，即在細(xì)胞質(zhì)中共同參與翻譯作用而實(shí)現(xiàn)各種蛋白質(zhì)的生物合成。

（3）核糖體核糖核酸（ribosomeRNA，rRNA2、細(xì)胞內(nèi)其他的小分子RNA（1）不均一性RNA（hnRNA）是mRNA的前體，位于細(xì)胞核內(nèi)分子量大小不等的RNA。（2）小核RNA（SmallnuclearRNA,snRNA）參與mRNA前體、rRNA前體的加工作用（3）小胞漿RNA（SmallcytosolRNA,scRNA）信號識別顆粒的組成成分2、細(xì)胞內(nèi)其他的小分子RNA（1）不均一性RNA（hnRNA（4）snoRNA（核仁小RNA）參與rRNA前體的加工與修飾（5）siRNA（小干擾RNA）和miRNA（微RNA）可使靶基因沉默（6）核酶（ribozyme)

具有催化功能的小分子RNA（4）snoRNA（核仁小RNA）二、RNA的結(jié)構(gòu)特征５、含有稀有堿基較DNA要多。１、由３’－５’磷酸二酯鍵連接成的多核苷酸鏈，

只有一條鏈；它也具有二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)。２、含有核糖，而非脫氧核糖。３、使用尿嘧啶替代胸腺嘧啶。４、單鏈，堿基不具互補(bǔ)比例，但其分子中也有單鏈回折而形成局部雙螺旋結(jié)構(gòu)。

堿基之間也遵循堿基互補(bǔ)原則進(jìn)行配對，堿基之間形成的氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。二、RNA的結(jié)構(gòu)特征５、含有稀有堿基較DNA要多。１、由３’三、mRNA的結(jié)構(gòu)和功能（一）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.多順反子（polycistron）:一分子mRNA可以編碼多個(gè)功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。2.5′端無帽子結(jié)構(gòu),3′端一般無多聚A的尾巴；但兩端各有一個(gè)非翻譯區(qū)（untranslatedregion，UTR）。3.一般沒有修飾堿基。

4.SD序列：起始密碼子AUG上游7-10bp處，有一個(gè)多嘌呤序列（4-6bp），可與16SrRNA3’端富含嘧啶的保守序列互補(bǔ)，對于翻譯起始十分重要，由于是由Shine和

Dalgarno發(fā)現(xiàn)的，稱SD序列。三、mRNA的結(jié)構(gòu)和功能（一）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.（二）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.

單順反子(monocistron)

2.兩端也各有一個(gè)非翻譯區(qū)：5’-UTR、3’-UTR3.5’末端有帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppN

。4.3’端多聚A尾巴：真核生物mRNA的3’端都有poly（A）序列，其長度一般為20-250個(gè)左右。5.Kozak序列：起始密碼子AUG附近有一共有序列，與翻譯起始相關(guān)最適序列為ACCAUGG，以發(fā)現(xiàn)者Kozak稱之。（二）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1.單順反子(monoci③被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識別，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成；

5’端帽子結(jié)構(gòu)有以下功能：①使mRNA免遭核酸酶的破壞，增加其穩(wěn)定性；②使mRNA能與核糖體中亞基結(jié)合并開始合成蛋白質(zhì)；④與成熟mRNA從核內(nèi)向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。

poly（A）的功能：①它是mRNA成熟的標(biāo)志，是mRNA由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必須的形式；②與mRNA壽命有關(guān)，它大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。③被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識別，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成；5’端真核細(xì)胞

mRNA攜帶某一種特異蛋白質(zhì)遺傳信息的翻譯區(qū)具有特殊的“帽子”結(jié)構(gòu)的５’端具有“多聚Ａ尾巴”的３’端非翻譯區(qū)

編碼區(qū)(分子中間)編碼區(qū)５’-帽子３’-尾巴真核細(xì)胞

mRNA攜帶某一種特異蛋白質(zhì)遺傳信息的翻譯區(qū)（三）遺傳密碼（geneticcode)遺傳密碼共有64個(gè)

遺傳密碼-mRNA上編碼區(qū)每三個(gè)相鄰的堿基編碼一種氨基酸，構(gòu)成一個(gè)遺傳密碼或稱三聯(lián)體密碼。終止密碼子3個(gè)：UAA，UAG，UGA

起始密碼子：AUG和GUG密碼子的普遍性：標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼子適用世界上一切生物，但線粒體的遺傳密碼不同于上述標(biāo)準(zhǔn)密碼子（三）遺傳密碼（geneticcode)遺傳密碼共有64（四）mRNA的功能mRNA的功能：把核內(nèi)DNA的堿基順序（遺傳信息）按照堿基互補(bǔ)的原則，抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。（四）mRNA的功能mRNA的功能：把核內(nèi)DNA的堿基順序四、tRNA的結(jié)構(gòu)和功能

（4）tRNA分子中稀有堿基最多。1、tRNA一級結(jié)構(gòu)主要特征：（1）由70~120個(gè)核苷酸組成，是三類RNA中最小的。（2）tRNA中約有20個(gè)位置核苷酸是保守的。（3）5’端磷酸化，通常為pG；3’端為CCAmA、mG、DHU、四、tRNA的結(jié)構(gòu)和功能（4）tRNA分子中稀有堿基最多。2、tRNA的二級結(jié)構(gòu)呈三葉草形狀

（1）氨基酸臂(aminoacidacceptorarm)：

（2）二氫尿嘧啶環(huán)(dihydr-Uloop或D-loop)：

由7對堿基組成雙螺旋區(qū)，其3’端為CCA，

可結(jié)合氨基酸。

由8-12個(gè)核苷酸組成，有兩個(gè)二氫尿嘧啶。

由3-4對堿基組成雙螺旋區(qū)。2、tRNA的二級結(jié)構(gòu)呈三葉草形狀（1）氨基酸臂(am（3）反密碼環(huán)(anticodonloop)

：由7個(gè)核苷酸組成，環(huán)中部有3個(gè)核苷酸組成反密碼子，能與mRNA的密碼子互補(bǔ)結(jié)合。由5對堿基組成的雙螺旋區(qū)。（4）額外環(huán)(extrovariableloop)

：

由3-18核苷酸組成，不同tRNA具有不同大

小的額外環(huán)，是tRNA分類的重要指標(biāo)。（3）反密碼環(huán)(anticodonloop)：由7個(gè)核苷

（5）TΨC環(huán)(TψCloop)

：胸苷假尿苷胞苷環(huán)，由7個(gè)核苷酸組成，通過5對堿基組成雙螺旋區(qū)。（5）TΨC環(huán)(TψCloop)：胸苷假尿苷胞苷3、tRNA三級結(jié)構(gòu)

(4)氫鍵維系著tRNA的三級結(jié)構(gòu)。

(1)"倒L形"。(2)氨基酸接受臂CCA序列和反密碼子處于

倒L的兩端，二者相距70A。(3)D環(huán)和TψC環(huán)形成了倒L的角。3、tRNA三級結(jié)構(gòu)(4)氫鍵維系著tRNA的三級結(jié)構(gòu)4、tRNA的功能②依靠反密碼子識別mRNA上相應(yīng)的密碼子，并與之互補(bǔ)結(jié)合，使tRNA上所攜帶的氨基酸準(zhǔn)確無誤地進(jìn)入特定的位置，按照mRNA攜帶的遺傳信息翻譯出有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。

①靠氨基酸臂的作用，運(yùn)載氨基酸到核糖體；4、tRNA的功能②依靠反密碼子識別mRNA上相應(yīng)的密碼子，五、rRNA的結(jié)構(gòu)和功能

含量最多，約占總量的80%以上。與許多種蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體（ribosome，

又稱核蛋白體）的形式存在和發(fā)揮作用。五、rRNA的結(jié)構(gòu)和功能含量最多，約占總量的80%以上。（一）核糖體組成1、真核細(xì)胞核糖體組成真核細(xì)胞核糖體(80s)28s、5.8s和5srRNA50多種蛋白質(zhì)18srRNA30多種蛋白質(zhì)60s大亞基40s小亞基（一）核糖體組成1、真核細(xì)胞核糖體組成真核細(xì)胞核糖體(80s原核細(xì)胞核糖體（70s）23s和5srRNA31種蛋白質(zhì)16srRNA21種蛋白質(zhì)50s大亞基30s小亞基2、原核細(xì)胞核糖體組成原核細(xì)胞核糖體（70s）23s和5srRNA31種蛋白質(zhì)（二）核糖體的功能核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所（二）核糖體的功能核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所六、核酶（ribozyme）

某些RNA分子本身具有自我催化能力，可以完成

rRNA的剪接。這種有催化作用的RNA被稱為核酶（Ribozyme）。1989年，美國科學(xué)家Altman和Cech由于發(fā)現(xiàn)核酶而獲Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。六、核酶（ribozyme）某些RNA分子本身具有自我催化DNA與RNA的異同

DNARNA核糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U二級結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋tRNA三葉草形三級結(jié)構(gòu)DNA超螺旋tRNA倒L形生理功能生物體內(nèi)遺傳信息載體mRNA傳遞遺傳信息，是合成蛋白質(zhì)的直接模板tRNA、rRNA參與蛋白質(zhì)合成過程不同點(diǎn)：相同點(diǎn)：由核苷酸組成，是機(jī)體內(nèi)的遺傳物質(zhì)DNA與RNA的異同DNAR第四節(jié)

核酸的理化性質(zhì)第四節(jié)

核酸的理化性質(zhì)

一、核酸的一般理化性質(zhì)

核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性DNA是線性高分子，具有極大的粘度DNA分子為雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有一定的剛性DNA分子較大，在機(jī)械力作用下易發(fā)生斷裂

一、核酸的一般理化性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性DN二、核酸的紫外吸收DNA和RNA的嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵，在260nm波長處有最大吸收值。

可利用核酸紫外吸收這一特性，對它進(jìn)行檢測或定量測定。OD260/OD280可檢查核酸的純度：

DNA為1.6-1.8；RNA為1.8-2.0二、核酸的紫外吸收DNA和RNA的嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛

三、核酸的變性、復(fù)性和分子雜交

（一）DNA變性1、定義：在某些理化因素作用下，DNA分子互補(bǔ)堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，變?yōu)閱捂?，即為DNA變性變性的因素：如加熱、有機(jī)溶劑、酸、堿、尿素、酰胺等非共價(jià)鍵-氫鍵和堿基堆積力的破壞；共價(jià)鍵不斷裂DNA的變性是可逆的三、核酸的變性、復(fù)性和分子雜交（一）DNA變性1、定義：2、增色效應(yīng)：變性的DNA，分子兩條互補(bǔ)鏈可完全解開成為兩條單鏈，使得堿基暴露，260nm處紫外吸收增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)3、解鏈曲線：DNA加熱變性過程中以溫度對A260的關(guān)系作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線2、增色效應(yīng)：變性的DNA，分子兩條互補(bǔ)鏈可完全解開3、解鏈4、解鏈溫度：DNA的變性從開始解鏈到完全解鏈，是在一個(gè)相當(dāng)窄的溫度內(nèi)完成，在這一范圍內(nèi)，紫外光吸收值達(dá)到最大值50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度，這一現(xiàn)象和結(jié)晶的融解過程類似，又稱融解溫度（Tm）。

在Tm時(shí)，核酸分子內(nèi)50%的雙鏈結(jié)構(gòu)被解開。GC含量越高，DNA分子長度越長，溶液離子強(qiáng)度增高，Tm值越大或增大。4、解鏈溫度：DNA的變性從開始解鏈到完全解鏈，是在一在T（二）復(fù)性復(fù)性最適宜溫度是比Tm值約低25℃，這個(gè)溫度叫退火溫度。

1、定義：DNA的變性是可逆的。變性的DNA在適當(dāng)?shù)臈l件下，兩條彼此分開的單鏈又可重新結(jié)合成雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為DNA的復(fù)性。2、退火：熱變性DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程也稱為退火（annealing）。3、減色效應(yīng)：復(fù)性后，OD260降低的現(xiàn)象，稱之。復(fù)性的分子基礎(chǔ)是堿基互補(bǔ)配對（二）復(fù)性復(fù)性最適宜溫度是比Tm值約低25℃，這個(gè)溫度叫退火（三）分子雜交(hybridization)

在DNA變性復(fù)性過程中，如果將不同來源的單鏈DNA

分子或單鏈DNA和RNA分子放在同一溶液中，如果這些單鏈之間存在堿基互補(bǔ)順序，則可形成部分雜交雙螺旋結(jié)構(gòu)，這種按堿基配對而使不完全互補(bǔ)的兩條鏈相互結(jié)合，稱為分子雜交。

不同來源DNA之間可雜交，DNA與RNA及RNA與RNA

之間也可雜交。（三）分子雜交(hybridization)在DNA變性核酸酶核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的酶，在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解。按照作用底物的不同，核酸酶分為DNA酶（DNase）和RNA酶（RNase）。核酸外切酶和內(nèi)切酶：有的核酸酶作用在多核苷酸鏈的

5’末端或3’末端，因此稱為核酸5’末端外切酶或3’末端外切酶；有的核酸酶作用于鏈的內(nèi)部，稱為核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶：核酸內(nèi)切酶，其中有一部分具有嚴(yán)格的序列依賴性稱之核酸酶核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能1、核酸的組成及核苷酸的連接方式8、核酶的概念4、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)3、DNA一、二、三級結(jié)構(gòu)的概念5、mRNA、tRNA、rRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能6、DNA變性、復(fù)性、雜交的概念7、增色效應(yīng)、解連溫度2、具有重要生理功能的核苷酸(ATP)第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能1、核酸的組成及核苷酸的連接方式8DNAextractedfromvirulentstrainofpneumococcustransformedanonvirulentstrainintoavirulentformDNAextractedfromvirulentst生物化學(xué)與分子生物學(xué)第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能ppt課件

遺傳信息傳遞復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制調(diào)控調(diào)控遺傳信息傳遞復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)

腺嘌呤（6-氨基嘌呤）

Adenine(A)鳥嘌呤（2-氨基6-氧嘌呤）

Guanine(G)腺嘌呤（6-氨基嘌呤）鳥嘌呤（2-氨基6-氧嘌呤）尿嘧啶（2，4-二氧嘧啶）

Uracil(U)

胸腺嘧啶（5-甲基尿嘧啶）

Thymine(T)尿嘧啶（2，4-二氧嘧啶）