[理化生]第1章核酸ppt课件

1、第一章第一章 核酸核酸第一章第一章 核酸化学核酸化学第一节第一节 核酸概述核酸概述第二节第二节 核酸的分子组成核酸的分子组成第三节第三节 核酸的分子构造核酸的分子构造第四节第四节 核酸的理化性质核酸的理化性质以核苷酸为根本组成单位的生物大以核苷酸为根本组成单位的生物大分子，携带和传送遗传信息。分子，携带和传送遗传信息。u核糖核酸核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA) (ribonucleic acid, RNA)u 分子量几万分子量几万几百万；几百万；u脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, (deoxyribonucleic acid, DN

2、A) DNA) u 分子量分子量1.61.6106-2.2106-2.2109109。u19441944年年 AveryAvery等人证明等人证明DNADNA是遗传物质是遗传物质u19531953年年 WatsonWatson和和CrickCrick发现发现DNADNA的双螺旋构造的双螺旋构造u19751975年年 TeminTemin和和BaltimoreBaltimore发现逆转录酶发现逆转录酶u19811981年年 GilbertGilbert和和SangerSanger建立建立 DNA DNA 测序方法测序方法u19851985年年 MullisMullis发明发明 PCR PCR 技

3、术技术u19901990年年 美国启动人类基因组方案美国启动人类基因组方案(HGP) (HGP) u20012001年年 美、英等国完成人类基因组方案根本框架美、英等国完成人类基因组方案根本框架u20032003年年 美、英等国完成人类基因组序列图美、英等国完成人类基因组序列图 一、核酸的发现和研讨任务进展一、核酸的发现和研讨任务进展 1869年年, J F Miescher 从白细胞的从白细胞的细胞核中提取出一种成分，命名为核细胞核中提取出一种成分，命名为核素素nuclein。1870年从鲑鱼精子中年从鲑鱼精子中也提取出核素。也提取出核素。 1881 Edward Zacharias 证明染

4、色证明染色体是由核素组成的。体是由核素组成的。 1889 Miescher的学生的学生Richard Altmann将核素更名为核酸将核素更名为核酸nucleic acid。肺炎双球菌实验肺炎双球菌实验 Avery ，1944O. T. AveryPhage 1: 35S labeled protein Phage 2: 32P labeled DNA噬菌体实验噬菌体实验(1952)A. Hershey M. Chase二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功能DNADNA的分类及功能：双单链、环的分类及功能：双单链、环/ /线性线性二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功

5、能RNARNA的分类及功能的分类及功能二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功能1 1RNARNA的种类的种类RNARNA的分类及功能的分类及功能二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功能mRNAmRNA半寿期短半寿期短 5S/16S/23S原核原核 5S/5.8S/18S/28S真真最多最多 最少最少 较少较少5%-10%5%-10%蛋白质合成模板蛋白质合成模板rRNArRNA75%-80%75%-80%蛋白质合成场所蛋白质合成场所tRNAtRNA分子量最小分子量最小稀有碱基多稀有碱基多氨基酸运输氨基酸运输种类种类含量含量功能功能其他其他10%-15%10%-15%一、核

6、酸的元素组成一、核酸的元素组成第二节第二节 核酸的分子组成核酸的分子组成二、核酸的化学组成二、核酸的化学组成四、核苷酸四、核苷酸(ribonucleotide)(ribonucleotide)u主要元素组成：主要元素组成：C C、H H、O O、N N、P(9-11%)P(9-11%) 与蛋白质比较，核酸普通不含与蛋白质比较，核酸普通不含S S，而，而P P的含的含量较为稳定，占量较为稳定，占9-11%9-11%。经过测定。经过测定P P的含量来的含量来推算核酸的含量定磷法。推算核酸的含量定磷法。 一、核酸的元素组成一、核酸的元素组成二、核酸的化学组成二、核酸的化学组成u核苷酸由戊糖、磷酸和含

7、氮碱基三部分构成核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱基三部分构成戊戊 糖糖核糖核糖 2-2-脱氧核糖脱氧核糖基基 本本 碱碱 基基嘌呤嘌呤胞嘧啶胞嘧啶(C) (C) 尿嘧啶尿嘧啶(U) (U) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T)腺嘌呤腺嘌呤(A) (A) 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)嘧啶嘧啶核酸中也存在核酸中也存在一些不常见的稀一些不常见的稀有碱基，稀有碱有碱基，稀有碱基种类很多，大基种类很多，大部分是上述碱基部分是上述碱基的甲基化产物。的甲基化产物。tRNAtRNA中含有较中含有较多的稀有碱基。多的稀有碱基。u嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，在紫外区有吸收在紫外区

8、有吸收260 nm260 nm左右。左右。DNADNA、RNARNA组成异同组成异同胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2 嘌呤嘌呤N9-H或嘧啶或嘧啶N1-H与糖与糖C1上半上半缩醛羟基脱水缩合而成的化合物。糖与碱基之间的缩醛羟基脱水缩合而成的化合物。糖与碱基之间的化学键称为化学键称为C-N糖苷键。糖苷键。稀有核苷稀有核苷稀有碱基稀有碱基稀有核糖稀有核糖衔接方式不同衔接方式不同四、核苷酸四、核苷酸(ribonucleoti

9、de)(ribonucleotide)核苷和磷酸以磷酸酯键衔接构成的化合物核苷和磷酸以磷酸酯键衔接构成的化合物DNADNA中常见核苷酸中常见核苷酸RNARNA中常见核苷酸中常见核苷酸核苷酸的其他方式核苷酸的其他方式u核苷多磷酸核苷多磷酸NDPNDP、NTP)NTP)AMPAMPADPADPATPATP核苷酸的其他方式核苷酸的其他方式u核苷多磷酸核苷多磷酸NDPNDP、NTP)NTP)u环化核苷酸环化核苷酸cAMPcAMP、cGMPcGMP等等核苷酸的其他方式核苷酸的其他方式u核苷多磷酸核苷多磷酸NDPNDP、NTP)NTP)u环化核苷酸环化核苷酸cAMPcAMP、cGMPcGMP等等u辅酶或辅

10、基类核苷酸辅酶或辅基类核苷酸u NADNAD、NADPNADP、FADFAD、CoACoA等均含有等均含有AMPAMPu活性代谢物活性代谢物uUDPGUDPG、CDP-CDP-胆碱等胆碱等核苷酸链核苷酸链一、一、DNADNA的分子构造的分子构造二、二、RNARNA的分子构造的分子构造一核酸的一级构造一核酸的一级构造primary structureprimary structureu一级构造是指核酸分子中核苷酸的陈列顺序及一级构造是指核酸分子中核苷酸的陈列顺序及衔接方式。核苷酸的陈列顺序代表了遗传信息。衔接方式。核苷酸的陈列顺序代表了遗传信息。1 1、核苷酸的衔接方式：、核苷酸的衔接方式： 3

11、 3, 5, 5- - 磷酸二酯键磷酸二酯键2 2、核酸的根本构造方式：多核苷酸链、核酸的根本构造方式：多核苷酸链 末端：末端： 5 5 端、端、 3 3 端端 多核苷酸链的方向：多核苷酸链的方向： 5 5端端33端端( (由左至右由左至右) ) 3 3、表示方法：构造式、线条式、文字式、表示方法：构造式、线条式、文字式一、一、DNADNA的分子构造的分子构造核酸一级构造的表示法核酸一级构造的表示法1 1构造式构造式 2 2线条式线条式 3 3文字式文字式测序图测序图DNADNA测序仪测序仪ABI3730ABI3730u碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规那么：规那么

12、：u A = T A = T；G = CG = Cu碱基的理化数据分析：碱基的理化数据分析：A-TA-T、G-CG-C以氢键配以氢键配对较合理对较合理uDNADNA纤维的纤维的X-X-线衍射图谱分析线衍射图谱分析 1 1、DNADNA双螺旋构造的研讨背景双螺旋构造的研讨背景二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造碱基组成规那么碱基组成规那么(Chargaff(Chargaff规那规那么么) )nA=TA=T，G=CG=C；A+G=T+CA+G=T+Cn 嘌呤与嘧啶的总数相等嘌呤与嘧啶

13、的总数相等n有种属特异性，无组织、器官特异性有种属特异性，无组织、器官特异性n 可用不对称比率可用不对称比率A+T/G+CA+T/G+C的相近程度的相近程度表示种间亲缘关系的远近。表示种间亲缘关系的远近。 n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 二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造u双螺旋构造是双螺旋构造是DNADNA二级构二级构造的最根本方式。造的最根本方式。 1953 1953年年2 2月月2828日，日，Waterson Waterson

14、 和和CrickCrick用金属线制出的用金属线制出的DNADNA模型模型M. Wilkins1 1DNADNA分子由两条反向平行的多核苷酸链分子由两条反向平行的多核苷酸链( (简称简称DNADNA单链单链) )组成。两条链沿着同一中心轴平行环绕，构成右组成。两条链沿着同一中心轴平行环绕，构成右手螺旋。手螺旋。二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造2 2、DNADNA双螺旋构造双螺旋构造double helix modeldouble helix model的特点的特点右手性的定义

15、表示图。大姆指指向轴向，其他四、右手性的定义表示图。大姆指指向轴向，其他四、指由掌根向指尖方向表示螺旋转动方向。指由掌根向指尖方向表示螺旋转动方向。 杭州植物园百草园中一株人为左手性的常青油麻藤( Mucuna sempervirens )，被缠绕的“植物是一根人造的水泥柱。 2 2嘌呤和嘧啶嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋的碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂平面与螺旋轴垂直，糖基环平面直，糖基环平面与中轴平行。与中轴平行。二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary struc

16、ture一、一、DNADNA的分子构造的分子构造2 2、DNADNA双螺旋构造双螺旋构造double helix modeldouble helix model的特点的特点3螺旋横截面螺旋横截面的直径约为的直径约为2nm，每条链相邻两个碱每条链相邻两个碱基平面之间的间隔基平面之间的间隔为为0.34 nm，每，每10个碱基对个碱基对bp构构成一个螺旋，其螺成一个螺旋，其螺矩为矩为3.4 nm。二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造2 2、DNADNA双螺旋构造双螺旋构造double

17、helix modeldouble helix model的特点的特点二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造4 4碱基互补：维持碱基互补：维持DNADNA链链相互结合的力是链间氢键。相互结合的力是链间氢键。碱基结合具有严厉的配对规碱基结合具有严厉的配对规律律:A:A与与T T经过两个氢键结合，经过两个氢键结合，G G与与C C经过三个氢键结合。经过三个氢键结合。2 2、DNADNA双螺旋构造双螺旋构造double helix modeldouble helix model的特点的特

18、点5螺旋外表构成大螺旋外表构成大沟沟(major groove)及小沟及小沟(minor groove)，彼此相，彼此相间陈列。小沟较浅；大间陈列。小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的根底。碱基序列的根底。二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造2 2、DNADNA双螺旋构造双螺旋构造double helix modeldouble helix model的特点的特点3 3、影响、影响DNADNA双螺旋稳定性的作用力双螺旋稳定性的作用力u碱基堆积力疏水

19、作用力和范德华力碱基堆积力疏水作用力和范德华力 电子云交错使双电子云交错使双螺旋构造内部构成一个大疏水区，与介质中水分子隔开，螺旋构造内部构成一个大疏水区，与介质中水分子隔开，有利于互补碱基间构成氢键，维持螺旋纵向稳定。有利于互补碱基间构成氢键，维持螺旋纵向稳定。u氢键氢键 互补碱基对间供氢体氨基、羟基与受氢体酮互补碱基对间供氢体氨基、羟基与受氢体酮基、亚氨基之间构成非共价键，维持螺旋横向稳定。基、亚氨基之间构成非共价键，维持螺旋横向稳定。u离子键离子键 带负电荷的磷酸基团之间及其与溶液离子之间的带负电荷的磷酸基团之间及其与溶液离子之间的电荷作用电荷作用 u碱基分子内能碱基分子内能 分子内能添

20、加降低构造稳定性分子内能添加降低构造稳定性 二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecondary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造* * 改动介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。改动介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。T=AT=ACGCG碱碱基基配配对对u碱基分布均匀：堆积稳定碱基分布均匀：堆积稳定u较高的较高的G-CG-C含量：氢键多含量：氢键多u盐溶液保管：磷酸基团与介质阳离子的作用降盐溶液保管：磷酸基团与介质阳离子的作用降低磷酸之间的排斥低磷酸之间的排斥u较低的温度：降低碱基分子内能较低的温度：降低碱基分子内能

21、维持维持DNADNA双螺旋构造稳定双螺旋构造稳定4 4、DNADNA二级构造的多态性二级构造的多态性 在多核苷酸链中，脱氧核糖的五员环能折叠成多种在多核苷酸链中，脱氧核糖的五员环能折叠成多种构象，此外，分子还可绕构象，此外，分子还可绕C CN N糖苷键以及糖苷键以及3 3，5 5- -磷酸二磷酸二酯键旋转一定的角度，这就使具有同样碱基配对的酯键旋转一定的角度，这就使具有同样碱基配对的DNADNA双螺旋可以采取另一些构象，双螺旋可以采取另一些构象，DNADNA构象上这种差别称为构象上这种差别称为多态性。多态性。 二二DNADNA的二级构造的二级构造secondary structuresecon

22、dary structure一、一、DNADNA的分子构造的分子构造uB-DNA B-DNA 相对湿度为相对湿度为92%92%时时DNADNA的构象的构象uA-DNA (A-DNA (相对湿度为相对湿度为75%75%时时B-DNAB-DNA就转变成就转变成A-DNAA-DNAuC-DNA (C-DNA (相对湿度为相对湿度为66%66%时就转变成时就转变成C-DNAC-DNAuZ-DNA Z-DNA 左手双螺旋，在基因表达调控及基因重组左手双螺旋，在基因表达调控及基因重组u 方面有重要作用方面有重要作用uH-DNA (H-DNA (三链三链DNADNA，能够与基因表达调控有关，能够与基因表达调

23、控有关) )DNADNA二级构造的多态性二级构造的多态性RNA-DNARNA-DNA杂交双链以及杂交双链以及RNARNA双螺旋区具有与双螺旋区具有与A ADNADNA类似的构造。类似的构造。 螺旋方向螺旋方向右手右手右手右手左手左手直径直径nmnm2.552.552.02.01.81.8bp/bp/螺旋螺旋111110101212螺距螺距2.532.533.43.44.564.56碱基升高碱基升高0.230.230.340.340.380.38bpbp平面倾角平面倾角 20 200 09 9双螺旋构造的其他类型双螺旋构造的其他类型 三链三链DNA 多聚多聚dAdA- -多聚多聚dTdT具有类似

24、具有类似B-DNAB-DNA的构造，提高其环的构造，提高其环境中的盐浓度或降低相对湿度，它的双螺旋构培育歧境中的盐浓度或降低相对湿度，它的双螺旋构培育歧化成三链构造和一条多聚脱氧核苷酸链。化成三链构造和一条多聚脱氧核苷酸链。DNADNA的三链构造的三链构造能够与基因表达调控有关。第三股链的存在能够妨碍了一能够与基因表达调控有关。第三股链的存在能够妨碍了一些调控蛋白或些调控蛋白或RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA的结合。的结合。HoogsteenHoogsteen配对配对一、一、DNADNA的分子构造的分子构造三三DNADNA的三级构造的三级构造双螺旋进一步扭曲双螺旋进一步扭曲, ,构成一

25、种比双螺旋更高层次的空间构成一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状构象。包括：线状DNADNA构成的纽结、超螺旋和多重螺旋、构成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状环状DNADNA构成的结、超螺旋和连环等。构成的结、超螺旋和连环等。u19651965年年VinogradVinograd等用电镜等用电镜发现发现SV40SV40和多瘤病毒的环形和多瘤病毒的环形DNADNA的超螺旋的超螺旋- -双螺旋的螺旋双螺旋的螺旋正超螺旋正超螺旋(positive (positive supercoil)supercoil)负超螺旋负超螺旋(negative (negative supercoil)superco

26、il)1 1、原核生物、原核生物一、一、DNADNA的分子构造的分子构造三三DNADNA的三级构造的三级构造u天然天然DNADNA都呈负超螺旋都呈负超螺旋正超螺旋：正超螺旋：经过旋紧双螺经过旋紧双螺旋而构成的过旋而构成的过旋旋DNADNA会自动会自动产生左旋的超产生左旋的超螺旋，以解除螺旋，以解除外加的旋转呵外加的旋转呵斥的胁变。斥的胁变。 旋 转 结 果旋 转 结 果加大了加大了DNADNA分分子内部张力，子内部张力，有紧旋效应。有紧旋效应。 负超螺旋：负超螺旋：经过放松双螺经过放松双螺旋而构成的欠旋而构成的欠旋旋DNADNA会自动会自动产生右旋的超产生右旋的超螺旋，以解除螺旋，以解除外加的

27、旋转所外加的旋转所呵斥的胁变。呵斥的胁变。 旋 转 结 果旋 转 结 果使使DNADNA分子内分子内部张力减小，部张力减小，有松旋效应。有松旋效应。 WhiteWhite方程方程- -环绕数和超螺旋的关系环绕数和超螺旋的关系 2 2、DNADNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装核小体核小体(nucleosome)(nucleosome)：由：由DNADNA和组蛋白构成。和组蛋白构成。u组蛋白中心：组蛋白中心：H2BH2B， H2A, H2A, H3, H4 H3, H4 各两分子。各两分子。uDNADNA：以负超螺旋缠绕在：以负超螺旋缠绕在组蛋白上组蛋白上( (绕约绕约1.75

28、1.75圈圈uH1H1组蛋白在核小体之间组蛋白在核小体之间u核小体直径核小体直径11nm11nm一、一、DNADNA的分子构造的分子构造三三DNADNA的三级构造的三级构造染色体的串珠构造染色体的串珠构造染色体染色体-核糖核蛋白体核糖核蛋白体核小体链核小体链 11nm，每个核小体，每个核小体200bp纤丝纤丝 30nm，每圈，每圈6个核小体个核小体突环突环 150nm，每个突环大约，每个突环大约75000bp玫瑰花结玫瑰花结 300nm ，6个突环个突环螺旋圈螺旋圈 700nm，每圈，每圈30个玫瑰花个玫瑰花染色体染色体 1400nm从从DNADNA到到最最后后凝凝缩缩成成染染色色体，体，紧紧

29、缩缩近近万万倍倍真核生物染色体真核生物染色体DNADNA组装不同层次的构造组装不同层次的构造 DNA直径2nm二、二、RNARNA的分子构造的分子构造RNARNA的根本构造特点的根本构造特点uRNARNA是单链分子。嘌呤总数不一定等于嘧啶总数。是单链分子。嘌呤总数不一定等于嘧啶总数。u“发夹型构造。发夹型构造。RNARNA分子中部分区域也能构成双螺分子中部分区域也能构成双螺旋构造，不能构成双螺旋的部分构成单链突环。旋构造，不能构成双螺旋的部分构成单链突环。u碱基配对不如碱基配对不如DNADNA严厉。严厉。G G除了可以和除了可以和C C配对外，也配对外，也可以和可以和U U配对。配对。G-UG

30、-U配对构成的氢键较弱。配对构成的氢键较弱。u存在一些稀有碱基。存在一些稀有碱基。tRNAtRNA中较多，这类碱基大部分中较多，这类碱基大部分位于突环部分。位于突环部分。RNARNA构造层次构造层次1 1、tRNAtRNA的一级构造特点的一级构造特点二、二、RNARNA的分子构造的分子构造一一tRNAtRNA的构造与功能的构造与功能u含含 10-20% 10-20% 稀有碱基，如稀有碱基，如DHU;DHU;u3 3末端为末端为CCA-OH;CCA-OH;u5 5末端大多数为末端大多数为G;G;u氨基酸臂氨基酸臂uDHUDHU环环u反密码环反密码环u额外环额外环uTCTC环环2 2、tRNAtR

31、NA的二级构造的二级构造三叶草形三叶草形二、二、RNARNA的分子构造的分子构造一一tRNAtRNA的构造与功能的构造与功能3 3、tRNAtRNA的三级构造的三级构造倒倒L L型型二、二、RNARNA的分子构造的分子构造一一tRNAtRNA的构造与功能的构造与功能活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。4 4、tRNAtRNA的功能的功能二、二、RNARNA的分子构造的分子构造二二tRNAtRNA的构造与功能的构造与功能二、二、RNARNA的分子构造的分子构造二二rRNArRNA的构造与功能的构造与功能u构造：根本上都是由构造：根本上都是由部分

32、双螺旋与部分突部分双螺旋与部分突环相间陈列而成。环相间陈列而成。u功能功能: :与多种蛋白组与多种蛋白组成核蛋白体，作为蛋成核蛋白体，作为蛋白质合成的场所白质合成的场所三三mRNAmRNA的构造与功能的构造与功能 mRNA mRNA种类繁多，含量低，半衰期短，分子大种类繁多，含量低，半衰期短，分子大小不一，可构成链内发夹构造。不同细胞类型小不一，可构成链内发夹构造。不同细胞类型或细胞在发育的不同时期存在不同种类的或细胞在发育的不同时期存在不同种类的mRNAmRNA。二、二、RNARNA的分子构造的分子构造三三mRNAmRNA的构造与功能的构造与功能1 1、原核生物、原核生物mRNAmRNA的构

33、造的构造 多顺反子：一条多顺反子：一条mRNAmRNA往往含有几个功能上相关的蛋往往含有几个功能上相关的蛋白质的编码序列，可翻译出几种蛋白质。白质的编码序列，可翻译出几种蛋白质。二、二、RNARNA的分子构造的分子构造5 非编码区非编码区引导序列引导序列编码区编码区3非编码区非编码区引导序列引导序列编码区编码区编码区编码区非编码的间隔区非编码的间隔区三三mRNAmRNA的构造与功能的构造与功能2 2、真核生物、真核生物mRNAmRNA的构造的构造二、二、RNARNA的分子构造的分子构造单顺反子构造：单顺反子构造： 一个一个mRNAmRNA分子只包含一条多肽链的编码信息。分子只包含一条多肽链的编

34、码信息。三三mRNAmRNA的构造与功能的构造与功能2 2、真核生物、真核生物mRNAmRNA的构造的构造大多数真核大多数真核mRNAmRNA具有特征末端构造具有特征末端构造 5 5末端的帽子构造末端的帽子构造m7GpppNm )m7GpppNm ) 3 3末端的多聚腺苷酸末端的多聚腺苷酸(polyA)(polyA)二、二、RNARNA的分子构造的分子构造组蛋白等例外组蛋白等例外帽子构造和多聚帽子构造和多聚A A尾的功能尾的功能3 3、mRNAmRNA的功能的功能 三三mRNAmRNA的构造与功能的构造与功能二、二、RNARNA的分子构造的分子构造 把把DNADNA所携带的遗传信息，按碱基互补

35、配对原那么，所携带的遗传信息，按碱基互补配对原那么，抄录并传送至核糖体，用以决议其合成蛋白质的氨基抄录并传送至核糖体，用以决议其合成蛋白质的氨基酸陈列顺序。酸陈列顺序。四其他小分子四其他小分子RNARNA及及RNARNA组学组学u种类：核内小种类：核内小RNA； 核仁小核仁小RNA； 胞质小胞质小RNA；u 催化性小催化性小RNA；小片段干涉；小片段干涉 RNA u功能：参与功能：参与hnRNAhnRNA和和rRNArRNA的加工和转运。的加工和转运。ncRNAncRNA在基因表在基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的调理作用。因此，达以及应激信号传导等方面起着重要的调理作用。因此，有人也将

36、其称为调理有人也将其称为调理RNARNAregulatory RNAregulatory RNA。 二、二、RNARNA的分子构造的分子构造 除上述三种除上述三种RNARNA外，细胞不同部位存在其他种类的小分子外，细胞不同部位存在其他种类的小分子RNARNA，统称为非统称为非mRNAmRNA小小RNA (small non-messenger RNAs, snmRNAs)RNA (small non-messenger RNAs, snmRNAs)或非编码蛋白质或非编码蛋白质RNA (non-coding RNA, ncRNA) RNA (non-coding RNA, ncRNA) 。RNA

37、组学组学RNomics :四其他小分子四其他小分子RNARNA及及RNARNA组学组学二、二、RNARNA的分子构造的分子构造 RNA RNA组学研讨细胞中组学研讨细胞中snmRNAssnmRNAs的种类、构造和的种类、构造和功能。同终身物体内不同种类的细胞、同一细胞功能。同终身物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同形状下在不同时间、不同形状下snmRNAssnmRNAs的表达具有时间的表达具有时间和空间特异性。和空间特异性。 一、普通性质一、普通性质二、紫外吸收二、紫外吸收三、变性、复性、分子杂交三、变性、复性、分子杂交1 1、提纯的、提纯的DNADNA为白色纤维状固体，为白色纤维状

38、固体，RNARNA为白色粉末，两者都为白色粉末，两者都微溶于水，不溶于普通有机溶剂如乙醇、异丙醇。微溶于水，不溶于普通有机溶剂如乙醇、异丙醇。2 2、DNADNA分子由于直径小而长度大，因此溶液粘度极高，分子由于直径小而长度大，因此溶液粘度极高，RNARNA分子粘度那么小得多。分子粘度那么小得多。3 3、溶液中核酸在引力场中可以下沉，沉降速度与分子量和、溶液中核酸在引力场中可以下沉，沉降速度与分子量和分子构象有关。可用超速离心技术测定核酸的沉降常数。分子构象有关。可用超速离心技术测定核酸的沉降常数。4 4、核酸是两性电解质，因磷酸的酸性强，常表现酸性。由、核酸是两性电解质，因磷酸的酸性强，常表

39、现酸性。由于核酸分子在一定酸度的缓冲液中带有电荷，因此可利用于核酸分子在一定酸度的缓冲液中带有电荷，因此可利用电泳进展分别和研讨其特性。最常用的是凝胶电泳。电泳进展分别和研讨其特性。最常用的是凝胶电泳。一、普通性质一、普通性质核核酸酸电电泳泳胶胶利用核酸解离后的带电性质进展电泳分别利用核酸解离后的带电性质进展电泳分别P二、紫外吸收二、紫外吸收碱基有共轭大碱基有共轭大键键二、紫外吸收二、紫外吸收减色效应：核酸的光吸收值常比其各核苷酸成减色效应：核酸的光吸收值常比其各核苷酸成分的光吸收值之和少分的光吸收值之和少303040%40%，这是在有规律的，这是在有规律的双螺旋构造中碱基严密地堆积在一同呵斥

40、的。双螺旋构造中碱基严密地堆积在一同呵斥的。u核酸最大吸收波长：核酸最大吸收波长：260nm260nmn 运用：核酸定性、定量分析运用：核酸定性、定量分析OD260OD260的运用的运用1、DNA或或RNA的定量的定量 OD260=1.0相当于相当于50g/ml双链双链DNA； 40g/ml单链单链DNA(或或RNA)； 20g/ml寡核苷酸。寡核苷酸。2、判别核酸样品的纯度、判别核酸样品的纯度 DNA纯品纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品纯品: OD260/OD280 = 2.0紫外分光光度计紫外分光光度计 三、变性、复性、分子杂交三、变性、复性、分子杂交1 1、DNAD

41、NA变性变性DNA denaturationDNA denaturation方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺 以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。 DNA DNA变性是指在理化要素作用下，变性是指在理化要素作用下，DNADNA分子中的氢分子中的氢键断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋构造解体，键断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋构造解体，双链分开构成单链的过程。双链分开构成单链的过程。核酸变性不涉及共价键的断裂，共价键核酸变性不涉及共价键的断裂，共价键3 3, , 5 5- - 磷酸二酯键的断裂称为核酸的降解。磷酸二

42、酯键的断裂称为核酸的降解。uDNADNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性的本质是双链间氢键的断裂DNADNA变性变性u增色效应：增色效应：DNADNA变变性时其溶液性时其溶液OD260OD260增高的景象。增高的景象。2202402602800.10.20.30.4波长波长nmnm光光吸吸收收123天然天然DNA核苷酸总核苷酸总吸收值吸收值变性变性DNA 熔解温度熔解温度/ /熔点熔点melting temperature,Tmmelting temperature,Tm：DNADNA热变性过程中，紫外吸收变化到达最大值的一半时溶液热变性过程中，紫外吸收变化到达最大值的一半时溶液的温度称为熔解温度、解链温