1、核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-102n脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）：）：遗传信息的载体遗传信息的载体 rRNA：蛋白质合成场所蛋白质合成场所 n核糖核酸（核糖核酸（RNA）tRNA：转运氨基酸工具转运氨基酸工具 mRNA：蛋白质合成的模版蛋白质合成的模版核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-103第一节第一节 核酸的分子组成核酸的分子组成一、基本组成单位一、基本组成单位核酸核酸核苷酸核苷酸碱基（碱基（B）戊糖（戊糖（R）磷酸（磷酸（P）核酸的基本组成单位核酸的基本组成单位核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-104二、核苷酸的组成二、核苷酸的组成P
2、OHOHOHOH3PO4Pi磷磷 酸酸核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-105戊戊 糖糖H核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-106碱碱 基基腺嘌呤腺嘌呤 (adenine,A)A)鸟嘌呤鸟嘌呤 (guanine,G)胞嘧啶胞嘧啶 (cytosine,C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)尿嘧啶尿嘧啶 (uracil,U)嘌呤嘌呤(purine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-107 腺嘌呤（腺嘌呤（A A）（6-6-氨基嘌呤）氨基嘌呤）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）（2-2-氨基氨基-6-6-氧嘌呤）氧嘌呤）嘌呤嘌呤核酸
3、化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-108嘧啶嘧啶 胞嘧啶（胞嘧啶（C C）（2-2-氧氧,4-,4-氨基嘧啶）氨基嘧啶）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）（5-5-甲基尿嘧啶）甲基尿嘧啶）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）（2 2，4-4-二氧嘧啶）二氧嘧啶）核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-109RNARNA和和DNADNA组成组成A G CA G C U UA G CA G C T TD-D-核糖核糖D-2-D-2-脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸磷酸磷酸胞质胞质胞核胞核主要碱基主要碱基戊糖戊糖磷酸磷酸部位部位RNARNADNADNA核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1010
4、核酸中的稀有碱基核酸中的稀有碱基NHNNH2CH3ONNNNHNHCH3NNHNNHONHNHORO5-甲基胞嘧啶 假尿嘧啶 N6-甲基腺嘌呤 次黄嘌呤nRNARNA特别是特别是tRNAtRNA中含种类较多的稀有碱基中含种类较多的稀有碱基核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1011戊糖与碱基的编号戊糖与碱基的编号OHHOHOHHHCH2OHOHN75846NH9N3N12NH1625N3412345戊糖戊糖 嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1012三、核苷酸的结构三、核苷酸的结构1 1、核苷、核苷=碱基碱基+戊糖戊糖NNNNOOHOHNH2HOCH
5、21 9NNNH2OHOHOHOCH21 1腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷（腺苷）（腺苷）胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）（脱氧胞苷）核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-10132 2、核苷酸、核苷酸 =核苷核苷+磷酸磷酸 碱基碱基|磷酸磷酸 戊糖戊糖糖苷键糖苷键磷酸酯键磷酸酯键核苷核苷核苷酸核苷酸磷酸通常连在戊糖的第磷酸通常连在戊糖的第5位碳原子上位碳原子上核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1014RNARNA中的核苷酸中的核苷酸OHHOHOHHHNCH2NNNHONH2OHHOHOHHHNCH2NNNNH2H2O3P-OH2O3P-OH2O3P-ONNNH2OOHH
6、OHOHHHCH2H2O3P-ONNHOOOHHOHOHHHCH2腺苷酸 鸟苷酸 胞苷酸 尿苷酸AMP,A GMP,G CMP,C UMP,U核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1015DNADNA中的脱氧核苷酸中的脱氧核苷酸OHHOHHHHNCH2NNNHONH2OHHOHHHHNCH2NNNNH2H2O3P-OH2O3P-OH2O3P-ONNNH2OOHHOHHHHCH2H2O3P-ONNHOOOHHOHHHHCH2CH3脱氧腺苷酸 脱氧鸟苷酸 脱氧胞苷酸 脱氧胸苷酸dAMP,dA dGMP,dG dCMP,dC dTMP,dT核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1
7、016（一、二、）三磷酸核苷（一、二、）三磷酸核苷OHHOHOHHHCH2OPOPOPOHOHOHOHOOO 碱基核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1017NNNNOOHOHNH2OCH2OOOPOOOOOOPP AMPADPATP核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1018环化核苷酸环化核苷酸CH2OPOHOONNNNOOHNH23 5 3 ,5 -cAMP核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1019第二节第二节 核酸的分子结构核酸的分子结构n核酸分子中核苷酸之间的连接方式：核酸分子中核苷酸之间的连接方式：3 3,5,5 -磷酸二酯键磷酸二酯键核酸化学医
8、学知识核酸化学医学知识2022-10-1020RNA DNA核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-10215 p G pC pA pT pT-OH 3 5 G C A T T 3 OH5 3 PPPPP G C A T TG C A T T核酸结构的简写：核酸结构的简写：核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1022一、一、DNA的分子结构的分子结构1.DNA的一级结构的一级结构 由由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种脱氧四种脱氧核苷酸通过核苷酸通过3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键按一定顺序排列按一定顺序排列而成的高分子化合物。而成的高分子化合物。即：即：DNA分子中脱
9、氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1023nDNA分子中能够表达生成蛋白质或分子中能够表达生成蛋白质或RNA的核苷的核苷酸序列酸序列基因基因n一个细胞内全部一个细胞内全部DNA所包含的基因所包含的基因基因组基因组核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-102419531953年，年，WatsonWatson和和CrickCrick提出提出双螺旋结构双螺旋结构模型模型Francis Harry Compton CrickJames Dewey Watson2、DNA的二级结构的二级结构核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10
10、-1025Chargaff 规则规则n不同物种的不同物种的DNA碱基组成不同碱基组成不同n同一生物体的不同组织的同一生物体的不同组织的DNA的碱基组成相同的碱基组成相同nA=T，G=C，A+G=T+C核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1026DNADNA双螺旋结构双螺旋结构核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1027DNADNA双螺旋结构特点双螺旋结构特点n反向平行，右手螺旋反向平行，右手螺旋n碱基在螺旋内侧，磷酸核糖的骨架在外侧碱基在螺旋内侧，磷酸核糖的骨架在外侧n直径直径2 2nmnm，螺距螺距3.43.4nmnm，1010碱基对碱基对/圈圈nA=TA=T，GCG
11、Cn稳定双螺旋：氢键（横向）稳定双螺旋：氢键（横向）碱基堆砌力（纵向）碱基堆砌力（纵向）核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1028n真核生物：DNA分子多层次压缩包装核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1029二、二、RNARNA的分子结构的分子结构n单链结构单链结构nRNARNA可以通过链内互补构成可以通过链内互补构成局部双螺旋局部双螺旋n如果互补双链内部存在非互补碱基，就会如果互补双链内部存在非互补碱基，就会形成形成鼓泡、膨胀环或发卡结构鼓泡、膨胀环或发卡结构核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1030核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1
12、0311 1、tRNAtRNA的结构的结构种类：种类：60多种多种含量：占总含量：占总RNA的的1015作用：作用：选择性转运氨基酸选择性转运氨基酸的工具的工具一级结构特点：一级结构特点：含有含有稀有碱基，稀有碱基，3/末端末端为为CCA-OH结构（连接氨基酸）结构（连接氨基酸）核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1032tRNA的二级结构的二级结构四臂四环四臂四环氨基酸臂：氨基酸臂：CCA-OH，接受氨基酸，接受氨基酸反密码环：识别密码子反密码环：识别密码子核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1033tRNAtRNA的三级结构的三级结构连接氨基酸连接氨基酸与密码子配对
13、与密码子配对核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-10355 3AUG富含嘌呤碱序列富含嘌呤碱序列SD序列序列（与核糖体结合部位）（与核糖体结合部位）原核生物原核生物核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1036n5/端为端为m7GpppNm的帽子结构的帽子结构n3/端为端为poly A（200个）尾巴个）尾巴m7Gppp AUG GUG UAA AAA An535 帽子结构帽子结构 密码子密码子 3 多聚多聚A尾尾真核生物真核生物核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1037NN+NNOOCH3CH2O P O P OP O CH2BOOOPCH3OO CH2C
14、H3OOOBOOOOOOmRNA的的5 帽子结帽子结构构m7GpppNm5 5 核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-10383 3、核蛋白体、核蛋白体RNARNA（rRNArRNA）的结构的结构n占总占总RNA80n与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成场所场所n核蛋白体有大、小两个亚基组成核蛋白体有大、小两个亚基组成核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-103970S80S50S30S60S40S31 proteins23S RNA5S RNA21 proteins16S RNA49 proteins28S RNA5.8S
15、RNA33 proteins18S RNA原核原核真核真核大亚基大亚基小亚基小亚基大亚基大亚基小亚基小亚基核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1040核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1041第三节第三节 核酸的理化性质核酸的理化性质一、核酸的紫外吸收一、核酸的紫外吸收 最大吸收峰最大吸收峰：260nm吸收吸收 （嘌呤与嘧啶中的共轭双键）（嘌呤与嘧啶中的共轭双键）核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1042n纯纯 DNA A260/A280 1.8n纯纯 RNA A260/A280 2.0n样品中含有杂蛋白及苯酚，比值降低样品中含有杂蛋白及苯酚，比值降低n
16、核酸降解，比值升高核酸降解，比值升高测定核酸样品的测定核酸样品的A260/A280比值，判断核酸样品纯度比值，判断核酸样品纯度核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1043二、核酸的变性、复性、杂交二、核酸的变性、复性、杂交1.1.核酸的变性：核酸的变性：在某些理化因素作用下（温度、酸在某些理化因素作用下（温度、酸碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补双链之碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补双链之间氢键断裂，使双螺旋结构松散变成单链的过程。间氢键断裂，使双螺旋结构松散变成单链的过程。2.2.核酸的复性核酸的复性：又称又称退火退火，变性核酸在一定条件下，变性核酸在一定条件下如温度逐步恢
17、复到生理范围内，两条互补链重新如温度逐步恢复到生理范围内，两条互补链重新恢复天然的双螺旋构象。恢复天然的双螺旋构象。核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1044核酸的变性核酸的变性 核酸的复性核酸的复性核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1045n增色效应：增色效应：核酸在核酸在变性变性过程中过程中260260nmnm波波长吸收值（长吸收值（A A260260 ）增加增加n减色效应：减色效应：核酸在核酸在复复性性过程中过程中260260nmnm波波长吸收值（长吸收值（A A260260 ）减小减小核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1046DNA加热加热50
18、%DNA发生变性发生变性此时的温度此时的温度熔点熔点 Tm解链温度解链温度变性温度变性温度核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-10473.核酸分子的杂交核酸分子的杂交 退火退火不同来源的核酸经变性和复性的过程，其中一些不同不同来源的核酸经变性和复性的过程，其中一些不同的核苷酸单链由于存在局部碱基互补片段，而在复性的核苷酸单链由于存在局部碱基互补片段，而在复性时形成杂化双链，此过程称分子杂交。时形成杂化双链，此过程称分子杂交。加热加热核酸化学医学知识核酸化学医学知识2022-10-1048分子探针分子探针:带有某种标记物的分子，如核苷酸链片段带有某种标记物的分子，如核苷酸链片段 退火退火加热加热核酸化学医学知识核酸化学医学知识
