核酸化学ppt课件

第五章 核酸化学,学习要求,掌握核酸的化学组成，DNA的结构、理化性质及其意义，RNA的种类及其生物学作用 熟悉各类RNA的结构特点 了解某些重要核苷酸的结构特点和生理功能,重点：DNA的二级结构,教学内容,第一节 核酸的分子组成 第二节 核酸的分子结构 第三节 核酸的理化性质,概论,核酸 DNA（脱氧核糖核酸） -遗传物质 RNA（核糖核酸） mRNA 把遗传信息从DNA带到核糖体 tRNA 转运氨基酸 rRNA 核糖体的组成成分,第一节 核酸的分子组成,基本结构单位：核苷酸,1.核苷酸的组成,三种组成成分： 磷酸 戊糖 碱基,稀有碱基,2.核苷酸的结构,戊糖+碱基核苷（糖苷键） 核苷+磷酸一磷酸核苷（核苷酸）（磷酸酯键） 一磷酸核苷+磷酸二磷酸核苷、三磷酸核苷（酸酐键）, 糖苷键与核苷, 磷酸酯键与核苷酸, 酸酐键与高能化合物,3.核苷酸的功能,核酸的组成成分 ATP为生命活动提供能量 UTP糖原合成，CTP磷脂合成， GTP蛋白质合成 ADP参与构成酶的辅助因子（B族维生素） 环腺苷酸、环鸟苷酸在信号转导中起重要作用（第二信使）,核酸的组成成分,DNA的合成原料是dNTP ；RNA的合成原料是NTP DNA的水解产物是dNMP，RNA的水解产物是NMP 核苷酸的中英文互换： 一磷酸尿苷 二磷酸脱氧胸苷 ATP,UMP dTDP 三磷酸腺苷,dNDP,NDP,为生命活动提供能量,ATP 一般只分解末端 ，生成ADP 若同时分解两个，生成AMP，能量计算上相当于分解2分子ATP,P,腺苷酸构成酶的辅助因子,黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP) 辅酶A(CoA),FAD,NAD/NADP,辅酶A,环腺苷酸和环鸟苷酸,第一节小结,三键四物质 核苷酸功能,第二节 核酸的分子结构,一、核酸的一级结构 二、DNA的二级结构、三级结构 三、RNA的种类和分子结构,核酸链（DNA、RNA）中核苷酸的排列顺序，也称碱基序列 单核苷酸、寡核苷酸、多核苷酸,右手双螺旋,染色体,一、核酸的一级结构,分子组成：AGCT/U 连接键：3，5-磷酸二酯键 主链和侧链 主链：磷酸-戊糖交替而成 侧链：碱基 方向性： 5 - 3,？,右手双螺旋,二、 DNA的二级结构,研究背景（一）,Chargaff规则： 物种特异性 稳定性 A=T G=C A+G=T+C,例：含A20%，则含C？,研究背景（二）,Franklin的X衍射照片显示DNA是双链并呈螺旋分子,1953年我们 的儿子出生了,生物化学,Watson-Crick的 DNA双螺旋 结构模型,右手双螺旋结构的主要内容,（1）反向互补双链： 磷酸-戊糖骨架位于外侧 碱基位于内侧,以AT、GC相连,经典的B型DNA结构,右手双螺旋结构的主要内容,（2）右手双螺旋： 碱基平面与螺旋轴垂直，糖平面与螺旋轴平行 旋转一周为10个碱基对，螺旋直径为2nm，螺距为3.4nm 表面有两条沟：大沟，小沟,右手双螺旋结构的主要内容,（3）稳定性的维持： 氢键：维持横向稳定 碱基堆砌力：维持纵向稳定,DNA构象有多态性,在不同的湿度和离子强度时，可形成其它构象 A-DNA：右手螺旋 Z-DNA：左手螺旋，CGCG序列易形成,三股螺旋结构,三、DNA的三级结构,环状超螺旋-原核生物； 真核生物的线粒体,三、DNA的三级结构,染色体-真核生物的细胞核 【DNA、蛋白质、RNA构成】,核小体,由DNA和组蛋白构成。其中组蛋白包括H1， H2A， H2B， H3， H4,30nm纤维,四、RNA的种类和分子结构,mRNA tRNA rRNA 核酶,RNA的空间结构,单链 可形成局部双链，表现为鼓泡或发夹结构 有G-U配对,1. mRNA,特点：种类多、寿命短、含量少 作用：编码蛋白质，完成使命即被降解 真核生物帽子、尾巴,mRNA的“帽子”结构,5端，第一个核苷酸是7-甲基鸟苷酸 通过三聚磷酸连接 阻碍RNA 5外切酶的攻击作用；是蛋白质合成起始因子识别的一种标志,mRNA的polyA尾,3端，多个腺苷酸 延长mRNA的半衰期；引导mRNA向细胞质转移,2. tRNA,作用： 转运氨基酸 识别密码子,tRNA的一级结构,nt少 稀有碱基含量高 3末端A是氨基酸结合部位；5末端多数为G,tRNA的二级结构,“三叶草”形 氨基酸臂 反密码子环,G C A,tRNA的三级结构,呈“倒L形” 一端是氨基酸结合部位；另一端是反密码子环,3. rRNA,含量最多 rRNA与蛋白质构成核糖体，参与蛋白质的合成（大小亚基） 原核生物 5S、16S、23S 真核生物 5S、5.8S、18S、28S,核糖体,4. 核酶,具有催化活性的RNA 不是核酸酶 底物多是RNA，也可氨基酸,例：23S、28S rRNA,第二节小结,第三节 核酸的理化性质,1. 紫外吸收 2. 变性、复性 3. 杂交,1. 紫外吸收,260nm,2. 变性、复性,DNA变性： 双链单链 变性伴随增色效应 复性伴随减色效应,解链温度,Tm：DNA解链达50%的温度 与DNA链有关（碱基数、组成） 与溶液有关（酸碱度、离子强度）,3. 杂交,第三节小结,名解问答,ATP、DNA变性、增色效应、减色效应、解链温度 核苷酸的功能 右手双螺旋的内容,单选,在RNA水解液中含量最少的是 AMP CMP GMP TMP UMP,P49,单选,关于RNA的错误叙述是 mRNA寿命最短 rRNA种类最多 tRNA分子量最小 在细胞核与细胞质内都存在RNA 只有mRNA携带指导蛋白质合成的遗传信息,P56,单选,在合成蛋白质时，氨基酸与tRNA的哪种核苷酸结合？ 胞苷酸 鸟苷酸 尿苷酸 腺苷酸 胸苷酸,P57,单选,DNA热变性的特征是 260nm紫外吸收减少 对于均一的DNA，其变性温度的范围不变 碱基间的磷酸二酯键断开 熔点因GC含量而异 形成三股螺旋,P58,单选,将双链DNA加热到解链温度，其紫外吸收增加 10% 20% 30% 40% 50%,P58,单选,核苷酸碱基不含哪种元素？ C H N O P,P49,单选,连接核酸结构单位的是 二硫键 磷酸二酯键 氢键 肽键 糖苷键,P52,单选,某DNA分子胸腺嘧啶的摩尔含量为20%，胞嘧啶的摩尔含量为 20% 30% 40% 60% 80%,P53,单选,关于DNA碱基组成 ATGC A与C的含量相等 不同生物来源的DNA碱基组成不同 生物体DNA的碱基组成随着年龄的变化而改变 同一生物不同组织的DNA碱基组成不同,P53,单选,关于DNA双螺旋结构 DNA两股链的走向是反向平行的 互补碱基以共价键结合 碱基A和G配对 碱基对平面互相垂直 磷酸戊糖主链位于双螺旋内侧,P53,单选,真核生物大多数mRNA的5端有 poly(A) TATA框 帽子 起始密码子 终止密码子,P56,单选,真核生物大多数mRNA 3端的核苷酸是 胞苷酸 鸟苷酸 尿苷酸 腺苷酸 胸苷酸,P56,单选,tRNA 3端核苷酸是 胞苷酸 鸟苷酸 尿苷酸 腺苷酸 胸苷酸,P57,单选,在合成蛋白质时，氨基酸与tRNA哪个部位结合？ 3端 5端 DHU环 TC环 反密码子环,P57,单选,稀有碱基百分含量最多的是 DNA mRNA rRNA s