1、核酸通论医学知识核酸通论医学知识第一节第一节 核酸的研究简史核酸的研究简史核酸通论医学知识2一、核酸的研究简史一、核酸的研究简史 1.1868年，瑞士科学家年，瑞士科学家Miescher由脓细胞由脓细胞分离得到细胞核，并从中提取出一种含磷分离得到细胞核，并从中提取出一种含磷量很高的酸性化合物，称为核素，量很高的酸性化合物，称为核素，Miescher被认为是核酸的发现者。被认为是核酸的发现者。2.1889年，核酸这个名称是由年，核酸这个名称是由Altmann最最先提出来的先提出来的 3.1952年年Hershey和和Chase用噬菌体实验证用噬菌体实验证明明DNA是遗传物质。是遗传物质。核酸通论
2、医学知识3 用用32P标志噬菌体的标志噬菌体的DNA，35S标志蛋白质，标志蛋白质，然后感染大肠杆菌。结果只有然后感染大肠杆菌。结果只有32P-DNA进进入细菌细胞内，入细菌细胞内，35S-蛋白质仍留在细胞外，蛋白质仍留在细胞外，从而有力证明从而有力证明DNA是噬菌体的遗传物质。是噬菌体的遗传物质。核酸通论医学知识4一、核酸的研究简史一、核酸的研究简史 4.1953年年Watson和和Crick提出提出DNA双螺双螺旋结构旋结构模型（第一次革命）模型（第一次革命）5.1958年年Crick总结了当时分子生物学的总结了当时分子生物学的成果，提出了成果，提出了“中心法则中心法则”，即遗传信，即遗传
3、信息从息从DNA传到传到RNA，再传到蛋白质，再传到蛋白质 6.生物技术的兴起，生物技术的兴起，以以70年代年代 DNA重组重组技术技术为标志（第二次革命）为标志（第二次革命）核酸通论医学知识5核酸通论医学知识6一、核酸的研究简史一、核酸的研究简史 7.1986年，诺贝尔奖获得者年，诺贝尔奖获得者Dulbecco在在Science杂志上率先提出杂志上率先提出“人类基因组计人类基因组计划划(简称简称HGP)。1990年年10月美国政府决月美国政府决定出资定出资30亿美元，用亿美元，用15年时间年时间(19912005年年)完成完成“人类基因组计划人类基因组计划”。中国。中国9999年加入。年加入
4、。8.8.后基因组时代后基因组时代的到来。研究重心已从的到来。研究重心已从揭示基因组揭示基因组DNADNA的序列转移到在整体水平的序列转移到在整体水平上对基因组功能的研究。上对基因组功能的研究。核酸通论医学知识8一、核酸的研究简史一、核酸的研究简史 功能基因组学功能基因组学(functional genomics)：在整体水在整体水平上对基因组功能的研究平上对基因组功能的研究 蛋白质组学蛋白质组学(proteomics)：在整体水平上研究在整体水平上研究细胞内蛋白质组分及其活动规律的新学科细胞内蛋白质组分及其活动规律的新学科 结构基因组学结构基因组学(structural genomics)：
5、系统测定系统测定基因组所代表全部大分子的结构，目前它仅关基因组所代表全部大分子的结构，目前它仅关注于蛋白质的结构注于蛋白质的结构 RNA组学组学(RNomics)：研究所有编码研究所有编码RNA以及以及与其作用的分子和形成复合物的结构特征与其作用的分子和形成复合物的结构特征 9.最近提出最近提出蛋白质组蛋白质组计划计划 核酸通论医学知识9第二节第二节 核酸的种类和分布核酸的种类和分布核酸通论医学知识10 种类：种类：(1)(1)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)(2)(2)核糖核酸核糖核酸(RNA)共同特点共同特点：（1）遗传信息的载体）遗传信息的载体（2）都由核糖、磷酸、碱基组成，只是）都由
6、核糖、磷酸、碱基组成，只是核糖和碱基略有不同核糖和碱基略有不同核酸通论医学知识11一、一、DNA 1.1.分布：分布：（1 1）原核细胞：）原核细胞：DNA集中在集中在核区核区核酸通论医学知识12一、一、DNA（2 2）真核）真核细胞：细胞：DNA分布分布在在核内核内，组，组成染色体成染色体(染色质染色质)；线粒体、叶线粒体、叶绿体绿体等细胞等细胞器也含有器也含有DNA 核酸通论医学知识13一、一、DNA（3 3）病毒：）病毒：或只含或只含DNA，或只含，或只含RNA，从未发现两者兼有，从未发现两者兼有的病毒的病毒 核酸通论医学知识14一、一、DNA 2.形状：形状：原核生物原核生物：环状双链
7、环状双链DNA 质粒质粒DNA：环状双链环状双链DNA 细菌等原核生物细菌等原核生物核酸通论医学知识15一、一、DNA 真核生物真核生物：线型双链：线型双链DNADNA，末端具有高度，末端具有高度重复序列形成的端粒结构重复序列形成的端粒结构 线粒体、叶绿体等细胞器的线粒体、叶绿体等细胞器的DNA是环状是环状双链双链DNA 病毒病毒：DNA结构各异：环状双链、线型结构各异：环状双链、线型双链、线型单链、环状单链双链、线型单链、环状单链核酸通论医学知识16二、二、RNA 1.种类：种类：（1 1）转移转移RNA(transfer RNA，tRNA):携带携带AA，约占总约占总RNARNA的的15%
8、15%（2 2）核糖体核糖体RNA(ribosomal RNA，rRNA)：参与：参与核糖体组成，约占总核糖体组成，约占总RNARNA的的80%80%（3 3）信使信使RNA(messenger RNA，mRNA)：蛋白质翻译的模板，：蛋白质翻译的模板，约占总约占总RNARNA的的3-5%3-5%核酸通论医学知识17二、二、RNA（4）小分子小分子RNA（small RNA，sRNA）:80年代以来发现新的具有特殊功能的年代以来发现新的具有特殊功能的RNA 核内小核内小RNA(small nuclear RNA，snRNA)核仁小核仁小RNA(small nucleoar RNA，snoRNA
9、)胞质小胞质小RNA(small cytoplasmic RNA，SCRNA)反义反义RNA(antisense RNA)核酶核酶(ribozyme)功能：功能：1.调控基因表达；调控基因表达；2.参与生物分子组成；参与生物分子组成；3.转录后加工，控制蛋白质合成等转录后加工，控制蛋白质合成等核酸通论医学知识18二、二、RNA 2.分布：分布：原核生物和病毒：原核生物和病毒：三种三种RNARNA分布于分布于细胞质细胞质 真核生物：真核生物：tRNAtRNA和和rRNArRNA主要分布于细胞主要分布于细胞质中；细胞核中也有；质中；细胞核中也有；mRNAmRNA从核中转录从核中转录出来到细胞质中翻
10、译；出来到细胞质中翻译；核酸通论医学知识19第三节第三节 核酸的生物功能核酸的生物功能 核酸通论医学知识20一、一、DNA的生物学功能的生物学功能 1.DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 （1）细胞学证据：细胞学证据：DNA分布在细胞核内，分布在细胞核内，是染色体的主要成分，而染色体己知是基是染色体的主要成分，而染色体己知是基因的载体因的载体 （2）遗传学证据：）遗传学证据：1944年，年，Avery的的肺炎球菌细菌转化实验肺炎球菌细菌转化实验。1952年，年，噬菌体感染实验噬菌体感染实验核酸通论医学知识21有荚膜、菌落光滑有荚膜、菌落光滑型肺炎球菌，有毒型肺炎球菌，有毒无荚膜、菌落粗糙无
11、荚膜、菌落粗糙型细菌，无毒型细菌，无毒提取提取DNA无荚膜、菌落粗糙无荚膜、菌落粗糙型细菌，无毒型细菌，无毒Dnase处理处理II型细菌型细菌少数少数III型菌，多数型菌，多数II型菌型菌蛋白质及多糖物质没有这种转化能力蛋白质及多糖物质没有这种转化能力，有力地证明，有力地证明DNA是转化物质是转化物质 核酸通论医学知识22二、二、RNA的生物学功能的生物学功能 参与蛋白质的生物合成参与蛋白质的生物合成（最主要）（最主要）作用于作用于RNA转录后加工与修饰；转录后加工与修饰；基因表达与细胞功能的调节；基因表达与细胞功能的调节；生物催化与其他细胞持家功能；生物催化与其他细胞持家功能；遗传信息的加工与进化。遗传信息的加工与进化。核酸通论医学知识23二、二、RNA的生物学功能的生物学功能核酸通论医学知识24
