生物化学核酸的结构与功能

1、19:46 第1节 核酸的分子组成 元素组成：由C、H、O、N、P组成，其中P的 含量约10 。 一、核苷酸的基本单位 核酸核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 含氮碱 水解水解 19:46 1.碱基 嘌呤（PurinePurine） N N N H N NH2 腺嘌呤AdenineAdenine NH N N H N O NH2 鸟嘌呤Guanine 19:46 NH N H O O 尿嘧啶 uracil N N H NH 2 O 胞嘧啶 cytosine NH N H O O 胸腺嘧啶 thymine 嘧啶（Pyrimidine） 19:46 2.戊糖 存在于RNA 存在于DNA O HH OHOH

2、H H HOCH2OH 1 23 4 5 -D-核糖 O HH OHH H H HOCH2OH 1 23 4 5 -D-2-脱氧核糖 19:46 3.磷酸 POHHO OH O 19:46 19:46 4.4.核苷（核苷（nucleosidenucleoside） 核苷核苷戊糖戊糖+ +碱基碱基 糖与碱基脱水形成糖苷键缩合产生的化糖与碱基脱水形成糖苷键缩合产生的化 合物称核苷。合物称核苷。 (OH)(OH) (OH)(OH) 19:46 胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷 N N OH HO N N NH 2 HO N N OH H 2N N N N N N N NH 2 O H H O

3、H H OH H HOCH 2 HOCH 2 O H H OH H OH H O H H OH H OH H HOCH 2 O H H OH H OH H HOCH 2 19:46 5.5.核苷酸（核苷酸（nucleotidenucleotide） v核苷酸 核苷+磷酸 （戊糖+碱基+磷酸） H H H H H H H H H H H H H H H H H H 19:46 两类核苷酸的比较 RNA： AMP GMP CMP UMP DNA: dAMP dGMP dCMP dTMP 19:46 二、某些重要的核苷酸 1多磷酸核苷酸 O-P O O- N N N N NH2 O H H OH H

4、 OH H OCH2O-P O O- O-P O O- 三磷酸腺苷 (ATP)AMP ADP ATP 19:46 2环核苷酸 3,5-环腺苷酸 3,5-环鸟苷酸 （cAMP） (cGMP) 19:46 3、辅酶中的核苷酸 v核苷酸还可以通过形成辅酶而参与物质代谢。 v如：NAD+（辅酶）尼克酰氨腺嘌呤二核苷 v酸；FAD黄素腺嘌呤二核苷酸等。 19:46 第2节 DNA的分子结构 一、DNA的一级结构 1、是指多核苷酸链中核苷酸的排列序 。 2、可以用碱基排列顺序表示。 不同的核苷酸之间的差异主要是碱基的不同，核 苷酸的序列也可称为碱基序列。 19:46 O HO HH H CH2 H OP-

5、O O- O O HO HH H CH2 H OP-O O- O HOH HH H CH2 H OP-O O- 3,5磷酸二酯键 3,5磷酸二酯键 碱基 碱基 碱基 5 pApCpTpCpTpApGpG-OH 3 5 pACTCTAGGOH 3 (1) (2) (3) 19:46 二、DNA的空间结构 DNA双螺旋结构研究的背景 v19531953年，年，J. WatsonJ. Watson 和和F. Crick F. Crick 在前人在前人 研究工作的基础上，研究工作的基础上， 根据根据DNADNA结晶的结晶的X-X-衍衍 射图谱和分子模型，射图谱和分子模型， 提出了著名的提出了著名的DN

6、ADNA双双 螺旋结构模型，并螺旋结构模型，并 对模型的生物学意对模型的生物学意 义作出了科学的解义作出了科学的解 释和预测。释和预测。 19:46 DNA双螺旋模型要点 （1）两条长度相等的核苷 酸链反向平行，右手螺 旋结构。 （2）碱基在内碱基在内碱基平面垂 直于螺旋轴戊糖、磷酸 在外，双螺旋每转一周 为10碱基对螺距3.4nm. （3）碱基对（AT， GC） 2.0 nm 小 沟 大 沟 19:46 （4）双螺旋稳定的力双螺旋稳定的力 v氢键氢键 v碱基堆积力（疏水相碱基堆积力（疏水相 互作用及范德华力）互作用及范德华力） v离子键等离子键等 v是是DNA双螺旋结构双螺旋结构 稳定的力量

7、。稳定的力量。 19:46 DNA的三级结构 19:46 第三节 RNA的分子结构 一、结构特点 碱基组成 A、G、C、U （AU/GC） 稀有碱基较多，稳定性较差，易水解多为 单链结构，少数局部形成螺旋。 分类： mRNA 3% tRNA 15% rRNA 80% 19:46 1.mRNA 种类多，分子 量大小不一 5端“帽” 式结构 3端多聚腺 苷酸尾巴 19:46 2.tRNA 反密码环反密码环 氨基酸臂氨基酸臂 19:46 第四节 核酸的理化性质 一、一般性质 1线性大分子 2两性电解质 3. 紫外吸收性 质 19:46 二、核酸的变性与复性二、核酸的变性与复性 1. 1. 变性变性

8、v稳定核酸双螺旋次级键断裂，稳定核酸双螺旋次级键断裂， 空间结构破坏，变成单链结构空间结构破坏，变成单链结构 的过程。的过程。 v核酸变性后，由于核酸变性后，由于DNADNA分子双分子双 链打开暴露了更多碱基的共轭链打开暴露了更多碱基的共轭 双键，使其在波长双键，使其在波长260nm260nm处的处的 光吸收增强，这一现象称为高光吸收增强，这一现象称为高 色效应（色效应（hyperchromic hyperchromic effecteffect）。）。 19:46 v温度升高引起的核酸变性称热变性。 vDNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区 间内完成。因此，通常将紫外吸收的增加量达最 大量一半时的温度称熔解温度，用Tm表示。 260nm处相对吸光度 温度 19:46 第1节 核酸的分子组成 元素组成：由C、H、O、N、P组成，其中P的 含量约10 。 一、核苷酸的基本单位 核酸核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 含氮碱 水解水解 19:46 1.碱基 嘌呤（PurinePurine） N N N H N NH2 腺嘌呤AdenineAdenine NH N N H N O NH2 鸟嘌呤Guanine 19:46 3.磷酸 POHHO OH O 19:46 2环核苷酸 3,5-环腺苷酸 3,5-环鸟苷酸 （cAMP） (cGMP)