生物化学：04章核苷酸和核酸2

1、第五节 RNA的种类和结构,一、RNA的结构,RNA分子中核苷酸之间的连接方式：3，5-磷酸二酯键,RNA分子构象的多样性,二、信使RNA,信使RNA（messenger RNA ， mRNA） :蛋白质合成的模板，携带一个或几个基因信息到核糖体上指导蛋白质的合成。,大多数真核mRNA的5末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C2亦甲基化，形成帽子结构。 大多数真核mRNA的3末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。 编码区和非编码区,mRNA结构特点,甲基化(m7G5ppp5NmpNp-),5,5-三磷酸酯键,间或甲基化,三、转移RNA,转移RNA（transf

2、er RNA, tRNA）: 按照mRNA的信息，准确地将相应的氨基酸转运至核糖体，参加蛋白质的合成。,tRNA一般含有73-94核苷酸，单链 20左右位置上为保守核苷酸 含 1020% 稀有碱基/修饰碱基 3末端为 CCA-OH；5末端大多数为G，少数为C tRNA二级结构为典型的发卡结构，互补链相接近形成双螺旋区，在氢键的作用下，分子呈三叶草形。 链内碱基配对：A-U、 G-C、 G-U,tRNA的二级结构三叶草形,D loop,tRNA的三级结构 倒L形,四、核糖体RNA,糖体RNA（ribosome RNA ，rRNA）: 核糖体的结构成分。核糖体作为RNA和蛋白质的复合物负责细胞内蛋

3、白质的合成，是蛋白质合成的场所。,rRNA的种类（根据沉降系数）,沉降系数（sedimentation coefficient，s）以每单位重力的沉降时间表示，并且通常为120010-13秒范围，10-13这个因子叫做沉降单位S，即1S=10-13秒,原核生物 5S rRNA 23S rRNA 16S rRNA,真核生物 5S rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA,E.Coli 16S rRNA,核糖体的组成,五. 小干扰RNA（siRNA）,由dsRNA介导的同源RNA降解过程。 2006年诺贝尔生理学及医学奖： interference，RNAi,人工合成,Mi

4、croRNA（miRNA）,Microprocessor Complex,miRNA的作用,降解,翻译抑制,第六节 核酸的变性，复性和杂交,一、 核酸的紫外吸收,由于核酸中碱基的共轭双键，所以对紫外光有强烈吸收，最大吸收峰在260nm附近，利用这一特性可进行核酸的定量测定及纯度分析。,A260的应用,DNA或RNA的定量 A260=1.0相当于: 50g/ml双链DNA 40g/ml单链DNA（或RNA） 20g/ml寡核苷酸 判断核酸样品的纯度 DNA纯品: A260/A280 = 1.8 RNA纯品: A260/A280 = 2.0 （1.82.0DNA样品合格，小于1.8含有蛋白质，大于

5、2.0含有RNA）,二、DNA的变性与复性,1变性（denaturation）： 在某些因素（如温度、 pH等）的影响下，DNA双螺旋区的氢键断裂和 碱基堆积力的破坏，使双链变成单链，但不发 生共价键的断裂。变性DNA黏度降低，紫外吸 收增加（增色效应， hyperchromic effect） 。 2. 复性（renature）: 当变性因素消除后，变性DNA 的两条链通过碱基配对重新形成双螺旋的过程, 紫外吸收降低（减色效应， hypochromic effect ）。,3. DNA的淬火（quench）： 双螺旋DNA溶液加热变性之后，使溶液的温度急速降至零度，DNA 不能复性而保持单链

6、状态，这种冷处理过程叫做“淬火”。 4退火（anneal）： 变性DNA在缓慢冷却时，可以复性，此过程称为“退火”,DNA的紫外吸收光谱,变性引起紫外吸收值的改变,增色效应：DNA变性时其溶液A260增高的现象。,DNA变性的本质是双链间氢键的断裂,结构：螺旋线团 理化性质：紫外吸收 粘度 生物活性：生物活性 或 丧失,理化性质: 紫外吸收 粘度,退火,（annealing）,生物活性得到部分恢复,复性过程,淬火,5DNA复性动力学,DNA 复性过程基本上符合二级反应动力学，其中第一步为慢反应，因为两条链必须依靠随机碰撞找到一段碱基配对的部分，首先形成双螺旋。第二步为快反应，尚未配对的其他部分碱基配对相结合，象拉锁链一样迅速形成双螺旋。,三、DNA的熔解温度（melting temprature Tm）,DNA在加热变性时，紫外吸收增加值达总增加值一半时（双螺旋结构失去一半时？）的温度称为该DNA的变性温度，也称熔点或熔解温度，用Tm 表示。DNA的Tm值一般在 8295 度之间，每种DNA都有一个特征性的Tm值。,解链曲线,如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。,影响Tm值的因素,DNA的均一性：均质DNA Tm值范围较窄，异质DNA Tm值的范围较宽 DNA中G-C对的含量 经验式: (G+C)%