1、mdm核酸结构专题知识18/18/2023核核 酸酸(nucleic acid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息子，携带和传递遗传信息mdm核酸结构专题知识28/18/2023Friedrich Miescher(1844Friedrich Miescher(18441895)1895)mdm核酸结构专题知识38/18/2023米歇尔米歇尔Friedrich MiescherFriedrich Miescher（1844184418951895）瑞士生物学家瑞士生物学家,生前工作于巴塞尔大学的生理生前工作于巴塞尔大学的生理学研究室。以发
2、现核酸而闻名世界学研究室。以发现核酸而闻名世界 米歇尔小时候有严重的听力障碍米歇尔小时候有严重的听力障碍,因此在因此在童年时代童年时代,尽管他非常聪明尽管他非常聪明,但总是害羞并很但总是害羞并很内向。他酷爱音乐内向。他酷爱音乐,与其父亲一样是一个天才与其父亲一样是一个天才歌手歌手,在学校的学习成绩很好。在学校的学习成绩很好。18651865年米歇尔年米歇尔成为一名医学生成为一名医学生,1868,1868年获医学博士学位。但年获医学博士学位。但听力问题是他成为临床医生的障碍听力问题是他成为临床医生的障碍 mdm核酸结构专题知识48/18/202318681868年年,米歇尔感兴趣研究白细胞。为了
3、得米歇尔感兴趣研究白细胞。为了得到足够的白细胞到足够的白细胞,他从医院的外科绷带中洗他从医院的外科绷带中洗脱脓液的白细胞脱脓液的白细胞,分离细胞核分离细胞核,得到一些粘得到一些粘稠的物质稠的物质,并经实验证明含有含磷和氮并经实验证明含有含磷和氮,称称为核素。随后的研究证明这一物质具有酸为核素。随后的研究证明这一物质具有酸性性,故称为核酸。这是米歇尔首次发现了重故称为核酸。这是米歇尔首次发现了重要的生命物质之一要的生命物质之一-核酸核酸mdm核酸结构专题知识58/18/2023核酸的发现和研究工作进展核酸的发现和研究工作进展 18681868年年,Fridrich Miescher从脓细胞中提取
4、从脓细胞中提取“核素核素”19441944年年,Avery等人等人证实证实DNADNA是遗传物质是遗传物质19531953年年,Watson和Crick发现发现DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构19681968年年,Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码19751975年年,Temin和Baltimore发现发现逆转录酶架逆转录酶架mdm核酸结构专题知识68/18/202319811981年年,Gilbert和Sanger建立建立DNADNA测序方法测序方法19851985年年,Mullis发明发明PCR PCR 技术技术19901990年年,美国启动美国启动人类基因组计划人类基因组计划
5、(HGP)(HGP)19941994年年,中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动20012001年年,美、英等国美、英等国完成人类基因组计划基完成人类基因组计划基本框本框核酸的发现和研究工作进展核酸的发现和研究工作进展 mdm核酸结构专题知识78/18/2023核酸的种类、分布、含量和功能核酸的种类、分布、含量和功能 (一一)种类种类 DNA(Deoxyribonucleic acid DNA):脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸RNA(Ribonucleic acid RNA）:核糖核酸核糖核酸（二）分布（二）分布概概 述述mdm核酸结构专题知识88/18/2023（四）核酸的功能（四）核酸的功
6、能1.1.核酸是生物体遗传变异的物质基础，核酸是生物体遗传变异的物质基础，DNADNA是大多数生物体的遗传物质。是大多数生物体的遗传物质。2.RNA2.RNA主要参与蛋白质的生物合成。主要参与蛋白质的生物合成。DNADNA含量恒定，含量恒定，RNARNA含量与含量与细胞生长状态细胞生长状态有关有关（三）含量（三）含量mdm核酸结构专题知识98/18/2023一、元素组成一、元素组成 C C、H H、O O、N N、P P 含磷量：含磷量：9 910%10%1gP1gP相当于相当于10.5g10.5g核酸核酸mdm核酸结构专题知识108/18/2023核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖
7、碱基碱基水水解解二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识118/18/20231.1.碱基（含氮碱）碱基（含氮碱）（1 1）嘌呤碱）嘌呤碱 腺嘌呤腺嘌呤:A DNA、RNA中均含中均含鸟嘌呤：鸟嘌呤：G DNA、RNA中均含中均含（2 2）嘧啶碱）嘧啶碱胞嘧啶：胞嘧啶：C DNA、RNA中均含中均含尿嘧啶尿嘧啶:U 仅存于仅存于RNA中中胸腺嘧啶胸腺嘧啶:T 仅存于仅存于DNA中中二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识128/18/2023嘌呤嘌呤(purine)(purine)NNNHN1234
8、56789NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)(adenine,A)NNHNHNNH2O鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)(guanine,G)二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识138/18/2023NNH132456嘧啶嘧啶(pyrimidine)(pyrimidine)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)(cytosine,C)NNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)(uracil,U)NHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)(thymine,T)NHNHOOCH3二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产
9、物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识148/18/2023二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识158/18/20232.2.戊糖戊糖脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识168/18/20233.3.磷（磷（H H3 3POPO4 4）O HO P OH OH P磷酰基（磷酰基（H H2 2POPO3 3）二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识178/18/2023二、核酸完全水解的产物二、核酸完全水解的产物
10、 (分子组成分子组成)mdm核酸结构专题知识188/18/2023核苷：核苷：A,G,U,C A,G,U,C 核苷核苷(ribonucleoside)(ribonucleoside)的形成的形成脱氧核苷：脱氧核苷：dA,dG,dT,dC dA,dG,dT,dC 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸（一）核苷（一）核苷糖苷键糖苷键mdm核酸结构专题知识198/18/2023 胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷 腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷 戊糖与嘧啶碱或嘌呤碱以戊糖与嘧啶碱或嘌呤碱以糖苷键糖苷键连接就称为核连接就称为核苷，通常是戊糖的苷，通常是戊糖的C C1 1与嘧啶碱的与嘧啶碱的N N1 1或嘌
11、呤碱的或嘌呤碱的N N9 9相相连接连接 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识208/18/2023RNARNA中含有哪几种核苷？中含有哪几种核苷？腺苷腺苷:A :A 鸟苷：鸟苷：G G胞苷：胞苷：C C 尿苷：尿苷：U UDNADNA中含有哪几种核苷？中含有哪几种核苷？脱氧腺苷脱氧腺苷:dA :dA 脱氧鸟苷：脱氧鸟苷：dGdG脱氧胞苷：脱氧胞苷：dC dC 脱氧胸苷：脱氧胸苷：dTdTmdm核酸结构专题知识218/18/2023（二）核苷酸：（二）核苷酸：核苷戊糖上的羟基与磷酸之间核苷戊糖上的羟基与磷酸之间脱水酯化形成的核苷磷酸酯脱水酯化形成的核苷
12、磷酸酯 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识228/18/2023糖苷键糖苷键磷酸酯键磷酸酯键腺苷酸（腺苷酸（AMPAMP）三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识238/18/2023 戊糖戊糖（脱氧核糖）（脱氧核糖）糖苷键糖苷键磷酸酯键磷酸酯键脱氧腺苷酸（脱氧腺苷酸（dAMP）三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识248/18/2023（三）核苷酸的结构式如下图（三）核苷酸的结构式如下图 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识258
13、/18/2023 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识268/18/2023（对（对DNA为为H）碱基连接（核苷键）碱基连接（核苷键）酯酯 键键12345 三、组成核酸的基本单位三、组成核酸的基本单位核苷酸核苷酸mdm核酸结构专题知识278/18/20231.1.列表总结列表总结RNARNA、DNADNA中各含有的核苷？中各含有的核苷？2.RNA2.RNA中含哪几种核苷酸？中含哪几种核苷酸？3.DNA3.DNA中含哪几种核苷酸？中含哪几种核苷酸？mdm核酸结构专题知识288/18/2023四、细胞内重要游离的核苷酸四、细胞内重要游离的核苷酸1.1.多磷
14、核苷酸：多磷核苷酸：ADPADP、ATPATP是生物是生物体中重要的能量体中重要的能量转换体。转换体。Gmdm核酸结构专题知识298/18/2023 cAMP、cGMP:被称为第二信使，有放大激素的作用被称为第二信使，有放大激素的作用 G2.2.环化核苷酸：环化核苷酸：四、细胞内重要游离的核苷酸四、细胞内重要游离的核苷酸mdm核酸结构专题知识308/18/2023一、磷酸二酯键一、磷酸二酯键Base:A C G U T磷酸酯键mdm核酸结构专题知识318/18/2023磷酸二酯键磷酸二酯键 在核酸分子中，一个核苷酸通过磷酰基在核酸分子中，一个核苷酸通过磷酰基以两条磷酸酯键连接两个核苷酸，其中一
15、条以两条磷酸酯键连接两个核苷酸，其中一条连接在上个核苷酸戊糖连接在上个核苷酸戊糖3 C位，另一条连接位，另一条连接下一个核苷酸戊糖下一个核苷酸戊糖5 C位，统称位，统称3、5 磷酸二磷酸二酯键（磷酸二酯键）酯键（磷酸二酯键）mdm核酸结构专题知识328/18/2023多核苷酸链：在核酸分多核苷酸链：在核酸分子中由多个核苷酸以磷子中由多个核苷酸以磷酸二酯键相连形成的链酸二酯键相连形成的链叫多核苷酸链叫多核苷酸链mdm核酸结构专题知识338/18/2023二、核酸的一级结构：二、核酸的一级结构：图示：图示：DNA的一级结构的一级结构RNA的一级结构？的一级结构？在核酸分子中核苷酸的排列顺序在核酸分
16、子中核苷酸的排列顺序维系力：磷酸二酯键维系力：磷酸二酯键mdm核酸结构专题知识348/18/2023mdm核酸结构专题知识358/18/2023DNADNA一级结构的简写形式一级结构的简写形式53PPPPPP 核酸一级结构的书写方向：核酸一级结构的书写方向：5 35 3 P553二、核酸的一级结构：二、核酸的一级结构：mdm核酸结构专题知识368/18/2023A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法A G T G C TRNA 一级结构的简写形式？一级结构的简写形式？5 3 二、核酸的一级结构：二、核酸的一级结构：mdm核酸结构专题知识378/18/2023三、
17、三、DNADNA的空间结构的空间结构 本世纪本世纪2020年代，年代，LeveneLevene研究了核酸的化学结研究了核酸的化学结构并提出四核苷酸假说；构并提出四核苷酸假说；4040年代末，年代末，Avery,HersheyAvery,Hershey和和ChaseChase的实验严密地证实了的实验严密地证实了DNADNA就是遗传物质；就是遗传物质；5050年代初，年代初，ChargaffChargaff应用紫外分应用紫外分光光度法结合纸层析等简单技术，对多种生物光光度法结合纸层析等简单技术，对多种生物DNADNA作碱基定量分析，发现碱基组成有如下规律：作碱基定量分析，发现碱基组成有如下规律：D
18、NADNA双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景mdm核酸结构专题知识388/18/2023不同生物来源的不同生物来源的DNADNA四种碱基比例关系四种碱基比例关系DNADNA来源来源腺嘌呤腺嘌呤（A A）胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T T）鸟嘌呤鸟嘌呤（G G）胞嘧啶胞嘧啶（C C）（A+TA+T）/（G+CG+C）大肠杆大肠杆菌菌25.425.425.825.824.124.124.724.71.011.01小麦小麦27.327.327.127.122.822.822.722.71.211.21鼠鼠28.628.628.428.421.421.421.521.51.331.33猪肝猪肝29.429
19、.429.729.720.520.520.520.51.431.43猪胸腺猪胸腺30.030.028.928.920.420.420.720.7猪脾猪脾29.629.629.229.220.420.420.820.8酵母酵母31.331.332.932.918.718.717.517.51.791.79三、三、DNADNA的空间结构的空间结构mdm核酸结构专题知识398/18/2023 （一）碱基组成分析（一）碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：1.A=T 1.A=T，GG CC A+G=T+C A+G=T+C2.2.有种属特异性有种属特异性3.3.无组织、器官特异性无
20、组织、器官特异性4.4.不受年龄、营养、性别及其他环境等影响不受年龄、营养、性别及其他环境等影响 5.5.不同生物来源的不同生物来源的DNADNA碱基组成不同，表现在碱基组成不同，表现在A AT/GT/GC C比值的不同。这些结果后来为比值的不同。这些结果后来为DNADNA的双螺旋结构模型提的双螺旋结构模型提供了一个有力的佐证供了一个有力的佐证三、三、DNADNA的空间结构的空间结构mdm核酸结构专题知识408/18/2023 （一）（一）碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：mdm核酸结构专题知识418/18/2023碱基的理化数据分析碱基的理化数据分析A-
21、TA-T、G-CG-C以以氢键配对氢键配对较合理较合理DNADNA纤维的纤维的X-X-线衍射线衍射图谱分析图谱分析碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：A=T A=T G G C C （一）碱基组成分析（一）碱基组成分析ChargaffChargaff规则：规则：mdm核酸结构专题知识428/18/2023碱基配对的结构如图所示碱基配对的结构如图所示:（一）（一）碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：mdm核酸结构专题知识438/18/2023 （一）碱基组成分析（一）碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则
22、：mdm核酸结构专题知识448/18/202319531953年年Watson(美美)与与 Crick(英英)提出提出DNADNA分子的双螺分子的双螺旋结构模型，旋结构模型，19621962年共获诺贝尔奖年共获诺贝尔奖 弗朗西斯弗朗西斯克里克（克里克（Francis H.CrickFrancis H.Crick）詹姆斯詹姆斯沃森（沃森（James D.WatsonJames D.Watson）三、三、DNADNA的空间结构的空间结构mdm核酸结构专题知识458/18/2023（二）（二）DNA DNA的二级结构的二级结构DNADNA右手双螺旋结构模型特点：右手双螺旋结构模型特点：3355335
23、51.DNA1.DNA双螺旋中的两股链走向是双螺旋中的两股链走向是反反向平行向平行的，一股链是的，一股链是5353走向，走向，另一股链是另一股链是3535走向走向2.2.磷酰基和脱氧核糖基位于双螺磷酰基和脱氧核糖基位于双螺旋结构的外侧；碱基位于内侧旋结构的外侧；碱基位于内侧三、三、DNADNA的空间结构的空间结构mdm核酸结构专题知识468/18/20233.3.两股两股DNADNA链围绕一假想的中心轴形成链围绕一假想的中心轴形成一一右手螺旋右手螺旋结构结构4.4.双螺旋的螺距为双螺旋的螺距为3.4nm3.4nm，1010个碱基对个碱基对平面。直径为平面。直径为2.0nm2.0nm5.5.表面
24、形成一条大沟，一条小沟。表面形成一条大沟，一条小沟。大大沟与小沟是蛋白质识别沟与小沟是蛋白质识别DNADNA的碱基序列，的碱基序列，与其发生作用的基础与其发生作用的基础55335533DNADNA右手双螺旋结构模型特点：右手双螺旋结构模型特点：mdm核酸结构专题知识478/18/2023DNADNA的双螺旋结构如图所示的双螺旋结构如图所示:5 3 3 5（二）（二）DNA DNA的二级结构的二级结构mdm核酸结构专题知识488/18/2023 天然存在的天然存在的DNADNA分子最显著的特点是很分子最显著的特点是很长，分子质量很大，一般在长，分子质量很大，一般在1061010l大肠杆菌染色体由
25、大肠杆菌染色体由400400万碱基对万碱基对(basepair，bp)组成的双螺旋组成的双螺旋DNADNA单分子。其长度为单分子。其长度为1.4106nm，相当于，相当于1.4mm，而直径为，而直径为20nm。分子质量。分子质量2.6106 l黑腹果蝇最大染色体由黑腹果蝇最大染色体由6.2107bp组成，组成，长长21mml多瘤病毒的多瘤病毒的DNADNA由由5100bp组成，长组成，长1.7mm（二）（二）DNA DNA的二级结构的二级结构mdm核酸结构专题知识498/18/2023 DNA DNA结构双螺旋结构，被认为是本世纪生命结构双螺旋结构，被认为是本世纪生命科学史最重要的贡献之一，同
26、时也是自然科学科学史最重要的贡献之一，同时也是自然科学史上的重大贡献。它直接解释了生物遗传信息史上的重大贡献。它直接解释了生物遗传信息的传递与表达的规律，使生命科学从此进入一的传递与表达的规律，使生命科学从此进入一个崭新的时代即个崭新的时代即分子生物学时代分子生物学时代（二）（二）DNA DNA的二级结构的二级结构mdm核酸结构专题知识508/18/2023DNADNA结构双螺旋结构：结构双螺旋结构：在在DNADNA二级结构中，由两条相互平行而走向二级结构中，由两条相互平行而走向相反的多核苷酸连，按照碱基配对的原则共同围相反的多核苷酸连，按照碱基配对的原则共同围绕着一个假想的中心轴，以右手螺旋
27、式盘绕形成绕着一个假想的中心轴，以右手螺旋式盘绕形成的螺旋状空间结构的螺旋状空间结构（二）（二）DNA DNA的二级结构的二级结构mdm核酸结构专题知识518/18/2023（三）双螺旋结构的稳定因素（三）双螺旋结构的稳定因素DNADNA双螺旋在生理状态下十分稳定，结构不发生变化双螺旋在生理状态下十分稳定，结构不发生变化1 1、疏水作用力疏水作用力（主要）（主要）（又称（又称碱基堆积力碱基堆积力）：）：维持双链维持双链纵向稳定性纵向稳定性2 2、氢键：氢键：维持双链维持双链横向稳定性横向稳定性v提问：提问：起稳定作用的有哪些力呢？起稳定作用的有哪些力呢？mdm核酸结构专题知识528/18/20
28、23DNADNA双螺旋的不同构型：双螺旋的不同构型：1.1.B-DNAB-DNA螺旋：螺旋：标准的标准的 Watson,Crick Watson,Crick双螺旋，细胞双螺旋，细胞正常状态下正常状态下DNADNA存在的构型存在的构型2.2.A-DNAA-DNA螺旋：螺旋：DNADNA在在75%75%相对湿度的钠盐中的构型相对湿度的钠盐中的构型3.3.Z-DNAZ-DNA螺旋：螺旋：左手的左手的DNADNA螺旋，这种螺旋可能在基因螺旋，这种螺旋可能在基因表达或遗传重组中起作用表达或遗传重组中起作用（四（四)DNA)DNA二级结构的多态性二级结构的多态性mdm核酸结构专题知识538/18/2023
29、（四（四)DNA)DNA二级结构的多态性二级结构的多态性mdm核酸结构专题知识548/18/2023（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构1.1.双螺旋进一步扭曲双螺旋进一步扭曲,形成一种比双螺旋更高层次形成一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状的空间构象。包括：线状DNADNA形成的纽结、超螺旋形成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状和多重螺旋、环状DNADNA形成的结、超螺旋和连环等形成的结、超螺旋和连环等mdm核酸结构专题知识558/18/2023正超螺旋正超螺旋(positive(positive supercoil):supercoil):盘绕方向盘绕方向与双螺旋方同相同与双螺旋
30、方同相同负超螺旋负超螺旋(negative(negative supercoil):supercoil):盘绕方向盘绕方向与双螺旋方向相反与双螺旋方向相反 （五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识568/18/20232.2.真核细胞染色体的组装真核细胞染色体的组装 染色体的基本结构单位是染色体的基本结构单位是核小体核小体(nucleosome)核小体：核小体：由由DNADNA和组蛋白构成和组蛋白构成 组蛋白核心：组蛋白核心：H H2 2A,HA,H2 2B,B,H H3 3,H,H4 4 各两个构成一个各两个构成一个八聚体八聚体，其外再由，其外再由双螺旋双螺旋DNA
31、DNA绕旋绕旋1.751.75圈圈(为为DNADNA的三级结的三级结构构)，约含，约含140bp 140bp。称为。称为核小体的核心核小体的核心颗颗粒粒两个核心颗粒间由一段两个核心颗粒间由一段DNADNA链链(约约60bp)60bp)相连，称为连接相连，称为连接部。组蛋白部。组蛋白H1H1结合在连接部结合在连接部（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识578/18/2023两个核心颗粒间由一段两个核心颗粒间由一段DNADNA链链(约约60bp)60bp)相连，称为相连，称为连连接部接部。组蛋白组蛋白H1H1结合在结合在连接部连接部。若干个核小体再螺旋。若干个核小体再螺
32、旋形成核小体纤维，再进一步螺旋形成染色体。形成核小体纤维，再进一步螺旋形成染色体。DNADNA总共总共压缩了约压缩了约800080001000010000倍倍（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识588/18/2023（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识598/18/2023（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识608/18/2023（五）（五）DNADNA的三级结构的三级结构mdm核酸结构专题知识618/18/2023小小 结结一、核酸的一级结构一、核酸的一级结构 多个核苷酸由磷酸二酯键相连形成的多核多个核
33、苷酸由磷酸二酯键相连形成的多核苷酸链苷酸链二、二、DNA的二级结构的二级结构 （一）碱基组成和配对（一）碱基组成和配对 （二）（二）DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构 （三）双螺旋结构的维系力（三）双螺旋结构的维系力mdm核酸结构专题知识628/18/2023作业题作业题1 1、DNADNA和和RNARNA在化学组成上、分子结构上、生物学在化学组成上、分子结构上、生物学功能上各有何特点？功能上各有何特点？2 2、简述、简述DNADNA二级结构的特点及维系力二级结构的特点及维系力3 3、名词解释：核苷、核苷酸、磷酸二脂键、核酸、名词解释：核苷、核苷酸、磷酸二脂键、核酸的一级结构、的一级结构、D
34、NADNA的二级结构的二级结构mdm核酸结构专题知识638/18/2023 四、四、RNARNA的分子结的分子结构构(一一)RNA)RNA的分类的分类 信使信使RNA:RNA:（mRNAmRNA）转移转移RNARNA：（tRNAtRNA）核糖体核糖体RNA:RNA:（rRNArRNA）RNARNA的功能：参与蛋白质的生物合成的功能：参与蛋白质的生物合成 分子量分子量400-4000400-400073-9373-93大小不一定大小不一定 10106 6含量含量2%-5%2%-5%10%-25%10%-25%80%80%空间结构空间结构一条线型一条线型三叶草型三叶草型复杂复杂双螺旋区双螺旋区 很
35、少很少404050%50%50%50%以上以上mdm核酸结构专题知识648/18/2023（二）（二）RNARNA二级结构二级结构 单链单链RNARNA自行盘绕形成局部双螺旋的自行盘绕形成局部双螺旋的多多“茎茎”多多“环环”结构，结构，螺旋部分称为螺旋部分称为“茎茎”或或“臂臂”，非，非螺旋部分称为螺旋部分称为“环环”，在螺旋区，在螺旋区，A A与与U U配对，配对，G G与与C C配对配对 四、四、RNARNA的分子结的分子结构构 mdm核酸结构专题知识658/18/2023双螺旋区结构特点：双螺旋区结构特点：(1)(1)必须是必须是4 46 6对以上碱基配对对以上碱基配对时双螺旋区才稳定时
36、双螺旋区才稳定(2)(2)双螺旋区不一定完全配对双螺旋区不一定完全配对(3)(3)双螺旋区旋转方向不一定双螺旋区旋转方向不一定531.1.发夹式结构：发夹式结构：（二）（二）RNARNA二级结构二级结构mdm核酸结构专题知识668/18/2023 2.tRNA 2.tRNA的二级结构的二级结构三叶草型三叶草型 氨基酸臂氨基酸臂 DHUDHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TCTC环环氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环（二）（二）RNARNA二级结构二级结构mdm核酸结构专题知识678/18/2023 AA AA臂臂:3-:3-末端有末端有-CCAOH,-CCAOH,能携带特能携带特定的定的AA
37、AA 反密码环反密码环:上有反密码子，能互补上有反密码子，能互补识别识别mRNAmRNA上的密码子上的密码子 *密码子密码子:mRNA:mRNA链上三个相邻的核链上三个相邻的核苷酸编为一组，决定蛋白质中的一个苷酸编为一组，决定蛋白质中的一个特定的特定的AAAA2.tRNA2.tRNA的二级结构的二级结构三叶草型三叶草型mdm核酸结构专题知识688/18/20231.tRNA1.tRNA的的 三级结构三级结构:倒倒LL形形（三（三）RNARNA的的 三级结构三级结构 所有的所有的tRNAtRNA折叠后形成大小相似及三维构象相似的三级结折叠后形成大小相似及三维构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基
38、酸的构，这有利于携带的氨基酸的tRNAtRNA进入核糖体的特定部位。进入核糖体的特定部位。mdm核酸结构专题知识698/18/2023（三（三）RNARNA的的 三级结三级结构构mdm核酸结构专题知识708/18/20232.mRNA2.mRNA结构特点结构特点（1 1）大多数真核）大多数真核mRNAmRNA的的5 5 末端均在转录后加上一末端均在转录后加上一个个7-7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C C 2 2也是甲也是甲基化，形成帽子结构：基化，形成帽子结构：m m7 7GpppNGpppNm m-（2 2）大多数真核）大多数真核mRNAmRNA的的3 3 末端
39、有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A A尾尾（三（三）RNARNA的的 三级结三级结构构mdm核酸结构专题知识718/18/20233.rRNA3.rRNA结构特点结构特点（三（三）RNARNA的的 三级结三级结构构mdm核酸结构专题知识728/18/2023一、物理性质：一、物理性质：1.1.分子量大：分子量大：DNA10DNA108 812 12 RNA10 RNA106 62.2.溶解性：微溶于水，不溶于有机溶剂溶解性：微溶于水，不溶于有机溶剂 3.3.黏度：黏度：DNADNA黏度大黏度大 RNARNA黏度小得多黏度小得多DNAD
40、NA白色纤维状固体，白色纤维状固体，在在50%50%的乙醇中易沉淀的乙醇中易沉淀RNARNA白色粉末状固体，白色粉末状固体，在在75%75%的乙醇中易沉淀的乙醇中易沉淀 mdm核酸结构专题知识738/18/2023二、化学性质：二、化学性质：1.1.两性性质：两性性质：2.2.核酸降解：核酸降解：酸水解酸水解 碱水解碱水解 酶水解酶水解3.3.颜色反应：颜色反应：磷酸反应磷酸反应 钼蓝反应钼蓝反应戊糖反应戊糖反应 RNA+HCL RNA+HCL 苔黑酚苔黑酚+FeCL+FeCL3 3 绿色化合物绿色化合物 DNA+DNA+二苯胺二苯胺 H H+蓝色化合物蓝色化合物 嘌呤碱嘌呤碱+AgNO+Ag
41、NO3 3 嘌呤银白色絮状沉淀嘌呤银白色絮状沉淀 mdm核酸结构专题知识748/18/2023三、紫外吸收三、紫外吸收 嘌呤碱和嘧啶碱具有很强的紫外吸收能力，嘌呤碱和嘧啶碱具有很强的紫外吸收能力，因此核酸在因此核酸在260nm260nm波长有最大吸收峰波长有最大吸收峰mdm核酸结构专题知识758/18/2023四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交（一）（一）DNADNA的变性的变性 加热、酸、碱、尿素、乙醇的影响下，加热、酸、碱、尿素、乙醇的影响下，DNADNA分分子中的氢键断裂，双螺旋结构松开形成无规则的子中的氢键断裂，双螺旋结构松开形成无规则的线团状分子这个过程称变性线团状分子
42、这个过程称变性mdm核酸结构专题知识768/18/2023热变性热变性 *由温度升高引起的由温度升高引起的DNADNA变性，称热变性变性，称热变性 *解链温度（解链温度（TmTm）：使）：使50%DNA50%DNA双螺旋发生变性双螺旋发生变性的温度称为解链温度的温度称为解链温度 G-CG-C含量高，含量高，TmTm也高，因为也高，因为G-CG-C之间是三个氢键之间是三个氢键四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识778/18/2023 Tm Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的在这一范
43、围内，紫外光吸收值达到最大值的50%50%时的温度称为时的温度称为DNADNA的解链温度，又称融解温的解链温度，又称融解温度度(melting temperature,Tm)热变性热变性四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识788/18/2023热变性热变性解链曲线：解链曲线：如果在连续加热如果在连续加热DNADNA的过程中的过程中以温度对以温度对A260A260（absorbance,A,A260代表溶代表溶液在液在260nm260nm处的吸光率）值作图，所得的处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线曲线称为解链曲线四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性
44、和杂交mdm核酸结构专题知识798/18/2023（二）（二）DNADNA的复性的复性 变性的变性的DNADNA分子在一定条件下，分分子在一定条件下，分开的两条互补链重新缔合形成螺旋结开的两条互补链重新缔合形成螺旋结构，这个过程称为构，这个过程称为DNADNA的复性或退火的复性或退火四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识808/18/2023（三）分子杂交（三）分子杂交 加热变性的加热变性的DNADNA分子，经过退火以后分子，经过退火以后可以复性。不同来源的可以复性。不同来源的DNADNA，只要两链大，只要两链大部分碱基能够互补，就可以形成杂和的部分碱基能够互补
45、，就可以形成杂和的 四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识818/18/2023DNA-DNADNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性 不同来源的不同来源的DNADNA分子分子（三）分子杂交（三）分子杂交四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识828/18/2023四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识838/18/2023四、核酸的变性复性和杂交四、核酸的变性复性和杂交mdm核酸结构专题知识848/18/2023复习题复习题1 1、核酸分哪几类？简述二者的主要区别？、核酸分哪几类？简
46、述二者的主要区别？2 2、归纳总结、归纳总结DNADNA、RNARNA完全水解产物、核苷、核苷酸的不完全水解产物、核苷、核苷酸的不同，用缩写符号表示。写出各核苷酸的结构式同，用缩写符号表示。写出各核苷酸的结构式3 3、名词解释：核苷、核苷酸、磷酸二脂键、核酸的一级、名词解释：核苷、核苷酸、磷酸二脂键、核酸的一级结构、结构、DNADNA的二级结构的二级结构4 4、写出各缩写符号的中文名称：、写出各缩写符号的中文名称：AMPAMP、ADPADP、ATPATP、cAMPcAMP、dTTPdTTP、dNTPdNTP、NTPNTP5 5、简述、简述DNADNA二级结构的特点、及维系力二级结构的特点、及维系力6 6、RNARNA分哪几大类？写出分哪几大类？写出RNARNA的碱基组成及配对。写出的碱基组成及配对。写出tRNAtRNA二级结构的特点与功能的关系二级结构的特点与功能的关系7 7、核酸各完全水解产物的颜色变化、核酸各完全水解产物的颜色变化
