生物化學(xué)課件：第一章 核酸的化學(xué)1

第三節(jié)RNA的分子結(jié)構(gòu)一、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

RNA的分子結(jié)構(gòu)1.單鏈狀，但許多區(qū)域可自身進(jìn)行堿基配對(duì)，形成回折。2.堿基配對(duì)規(guī)則：A-U，G-C，不能配對(duì)區(qū)域形成突起。3.RNA分子比DNA分子小得多，一般含幾十至幾千個(gè)核苷酸

RNA的分子結(jié)構(gòu)一、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)核苷酸之間的連結(jié)方式：3',5'-磷酸二酯鍵

RNA的分子結(jié)構(gòu)一、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)tRNA分子功能：tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，負(fù)責(zé)運(yùn)送氨基酸

RNA的分子結(jié)構(gòu)一、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)tRNA分子特點(diǎn)：數(shù)百種，分子量小，只有73-93個(gè)核苷酸組成，主要特點(diǎn)為含稀有核苷。

RNA的分子結(jié)構(gòu)一、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有較多的修飾成分A-U，G-C堿基對(duì)雙螺旋區(qū)為臂，其它區(qū)域?yàn)榄h(huán)。四臂四環(huán)。3'端都為CCA，用以接受氨基酸，叫葉柄；5'端都為pG

有十幾個(gè)恒定的核苷酸，對(duì)于維持其空間結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)生物功能起重要作用

RNA的分子結(jié)構(gòu)tRNA分子A-U，G-C堿基對(duì)雙螺旋區(qū)為臂，其它區(qū)域?yàn)榄h(huán)。四臂四環(huán)。3'端都為CCA，用以接受氨基酸，叫葉柄；5'端都為pG

有較多的修飾成分

RNA的分子結(jié)構(gòu)tRNA分子反密碼環(huán)由7個(gè)核苷酸組成，有3個(gè)反密碼子可變環(huán)，由3-18核苷酸組成二氫尿嘧啶(D環(huán))

RNA的分子結(jié)構(gòu)tRNA分子TψC(ψ為假尿苷)3、tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)

倒L型：一端是—CCA，另一端是反密碼子環(huán)。二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草形四環(huán)——二氫尿嘧啶環(huán)（D環(huán)）、反密碼環(huán)、額外環(huán)、T

C環(huán)四臂——氨基酸臂、二氫尿嘧啶臂、反密碼臂、T

C臂

結(jié)構(gòu)為行使功能提供基礎(chǔ)

RNA的分子結(jié)構(gòu)tRNA分子rRNA分子核糖體rRNA原核生物70S30S16S50S23S、5S真核生物80S40S18S60S28S、5S、5.8S

RNA的分子結(jié)構(gòu)占細(xì)胞內(nèi)總RNA的80％左右，由120-5000個(gè)核苷酸組成，但種類(lèi)很少，只有3-4種。rRNA分子—結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

RNA的分子結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)結(jié)合，組成大小亞基。具有酶功能，如核酶。合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。二級(jí)結(jié)構(gòu)可形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)。也呈莖環(huán)結(jié)構(gòu)大腸桿菌5SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)模型

RNA的分子結(jié)構(gòu)rRNA分子大腸桿菌5SrRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)模型

RNA的分子結(jié)構(gòu)rRNA分子mRNA分子

RNA的分子結(jié)構(gòu)含量少，單鏈分子大小不一，也能形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)。mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的模板。每一種蛋白質(zhì)都有對(duì)應(yīng)的mRNA，種類(lèi)多。mRNA分子原核生物和真核生物的mRNA在結(jié)構(gòu)上有所不同：1)原核生物的mRNA是多順?lè)醋拥模婧松锏膍RNA是單順?lè)醋拥模?)原核mRNA5'端無(wú)帽子結(jié)構(gòu)，真核mRNA5'端有一段帽子結(jié)構(gòu)（m7GpppNmpNmp-）；3)原核mRNA3'端無(wú)PolyA，真核mRNA3'端有PolyA。

RNA的分子結(jié)構(gòu)(一）一般的物理性質(zhì)

DNA為白色纖維狀固體;RNA為白色粉末狀固體

第四節(jié)核酸的理化性質(zhì)1、形態(tài)2、溶解性微溶于水，不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般的有機(jī)溶劑；DNA在溶液中粘度大，RNA粘度小。核酸既含有酸性的磷酸基團(tuán)，又含有弱堿性的堿基，故可發(fā)生兩性解離。其解離狀態(tài)隨溶液的pH值而改變。核酸的理化性質(zhì)3、兩性解離由于磷酸基團(tuán)的酸性很強(qiáng)，所以pI較低，整個(gè)分子相當(dāng)于多元酸。利用核酸的兩性解離可以通過(guò)調(diào)節(jié)核酸溶液的等電點(diǎn)來(lái)沉淀核酸，也可通過(guò)電泳分離純化核酸。嘌呤和嘧啶具有共軛雙鍵，能強(qiáng)烈吸收紫外光。在260nm處有最大吸收峰。對(duì)于純的DNA或RNA，可以通過(guò)測(cè)得A260來(lái)測(cè)定核酸的含量。純的DNA：A260/A280=1.8

純的RNA：A260/A280=2.0核酸的理化性質(zhì)(二）紫外吸收性質(zhì)

A260/A280值可以反映核酸的純度。1、核酸的變性

核酸變性后，在260nm處的吸收值上升，這叫增色效應(yīng)(hyperchromiceffect)。增色效應(yīng)?？捎脕?lái)衡量DNA變性的程度。(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)

核酸在某些物理或化學(xué)因素的作用下，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起理化性質(zhì)的改變及生物活性的降低或喪失。引起變性的因素有：加熱、酸堿、尿素、甲醛等。2、增色效應(yīng)

熱變性中光吸收達(dá)到最大吸收（完全變性）一半（雙螺旋結(jié)構(gòu)失去一半）時(shí)的溫度稱(chēng)為DNA的熔點(diǎn)或熔解溫度（Tm）。(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)3、熔解溫度核酸的理化性質(zhì)熱變性曲線(xiàn)(熔解曲線(xiàn))圖5-26Tm的示意圖在DNA發(fā)生熱變性的過(guò)程中，A260隨溫度的變化曲線(xiàn)。(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)3、熔解溫度

Tm值與DNA的均一性、G-C含量、介質(zhì)離子強(qiáng)度、pH等因素有關(guān)。

（G-C）%=（Tm-69.3）×2.44(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)4、復(fù)性(renaturation)

DNA水溶液加熱變性時(shí)，雙螺旋兩條鏈分開(kāi)；如果緩慢冷即，兩條鏈可以完全重新結(jié)合成各原來(lái)一樣的雙股螺旋過(guò)程。復(fù)性是變性的逆轉(zhuǎn)。但需要一定的條件，要在一定的鹽濃度下緩慢降溫。什么問(wèn)題？說(shuō)明什么？核酸的理化性質(zhì)圖5-27DNA分子的熱變性與復(fù)性(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)5、減色效應(yīng)(hypochromiceffect)

當(dāng)變性的DNA經(jīng)復(fù)性以重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)，其溶液的A260值則減小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為減色效應(yīng)。(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)6、分子雜交(hybridization)(三）核酸的變性、復(fù)性核酸的理化性質(zhì)圖5-31