遗传信息携带者 核酸

1、第3节 遗传信息的携带者核酸 学习目标学习目标 说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。 以特定的染色剂染色，观察并区分以特定的染色剂染色，观察并区分DNADNA和和RNARNA 在细胞中的分布。在细胞中的分布。 能看懂脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸结构能看懂脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸结构图解、图解、DNADNA和和RNARNA在化学组成上的区别图解，在化学组成上的区别图解，以及核苷酸长链的特点以及核苷酸长链的特点 20042004年年9 9月月8 8日，英国科学家杰夫里日，英国科学家杰夫里斯在莱斯特大学举办新闻发布会，纪念斯在莱斯特大学举办新闻发布会，纪念DN

2、ADNA指纹鉴别技术诞生指纹鉴别技术诞生2020周年。周年。19841984年年9 9月月1111日，杰夫里斯和同事在研究基因变日，杰夫里斯和同事在研究基因变异时，偶然发现基因中存在一些足以区异时，偶然发现基因中存在一些足以区分生物个体的微小结构，并于当天绘制分生物个体的微小结构，并于当天绘制出了世界上第一幅出了世界上第一幅“DNADNA指纹指纹”。由于。由于DNADNA指纹的高度特异性和稳定性，世界各指纹的高度特异性和稳定性，世界各国目前已经在国目前已经在罪犯确认罪犯确认、血亲鉴定血亲鉴定、确确定遇难者身份定遇难者身份等方面广泛使用这种技术。等方面广泛使用这种技术。由由C、H、O、N、P等。

3、等。核苷酸核苷酸根据五碳糖不同分为根据五碳糖不同分为DNA和和RNA(特征元素特征元素)核酸核酸一切生物的遗传物质一切生物的遗传物质基础知识基础知识具热稳定性具热稳定性 是遗传信息的载体，对生物的遗传是遗传信息的载体，对生物的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成具有极其重要作用性、变异性和蛋白质的生物合成具有极其重要作用 核酸的生理功能：核酸的生理功能：核酸的元素组成：核酸的元素组成：核酸相对分子量：几十万至几百万。核酸相对分子量：几十万至几百万。核酸的基本单位：核酸的基本单位：核酸分类和结构：核酸分类和结构：核酸的理化特性：核酸的理化特性：小结练习小结练习核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸五碳糖五碳糖

4、含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸五碳糖五碳糖含含N碱基碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖不同五碳糖不同O-POO-NNNNN H2OHHO HHO HHO C H2O-POO-O-POO-三磷酸腺苷 (ATP)AMPADPATP核苷酸衍生物核苷酸衍生物 继续磷酸化继续磷酸化核酸的分类和结构核酸的分类和结构比较项目核酸DNARNA基本单位核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸分布细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞质（主要）空间结构由两条脱氧核糖核苷酸长链构成，呈规则双螺旋结构一条核糖核苷酸长链构成化学成分碱基A、C、GTU五碳糖脱氧核糖核糖磷酸5656核酸在细胞中的分布核酸在细胞中的分布核酸核酸染色

5、剂染色剂染色颜色染色颜色DNARNA吡罗红吡罗红甲基绿甲基绿红色红色绿色绿色 甲基绿、吡罗红是一种混合染色剂。它利用甲基绿、吡罗红是一种混合染色剂。它利用了两种染色剂对了两种染色剂对DNADNA和和RNARNA的亲和力不同，其中使的亲和力不同，其中使用的盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂用的盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的进入细胞，同时使染色体中的DNADNA与蛋白质分离，与蛋白质分离，有利于有利于DNADNA与染色剂结合。与染色剂结合。特特 点点RNA同一生物个体的不同细胞中、不同种生同一生物个体的不同细胞中、不同种生物的细胞中都是不完全相同的物的细胞中都

6、是不完全相同的DNA在同一生物个体的不同细胞中是相同的在同一生物个体的不同细胞中是相同的，但在不同生物个体中的细胞中是不完全但在不同生物个体中的细胞中是不完全相同的。相同的。对上述核酸的特点你怎样理解？对上述核酸的特点你怎样理解？链链核苷酸分子的连接：核苷酸分子的连接：ATGC五碳糖连接磷酸五碳糖连接磷酸核苷酸的连接核苷酸的连接 磷酸二酯键磷酸二酯键 腺嘌呤或鸟嘌呤腺嘌呤或鸟嘌呤 胞嘧啶或胞嘧啶或 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 下一个核苷酸下一个核苷酸2 2 磷酸二酯键磷酸二酯键腺嘌呤或鸟嘌呤腺嘌呤或鸟嘌呤 胞嘧啶或胞嘧啶或 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 下一个核苷酸下一个核苷酸O=P-OHOHOHH2O一般一般DN

7、ADNA由由 条核苷酸链组成条核苷酸链组成而而RNARNA由由 条核苷酸链组成条核苷酸链组成2 21 1DNA分子的结构模式图分子的结构模式图3 3C C5 5C C5 5C C3 3C C3.4nm3.4nm2nm2nm小沟小沟大沟大沟核酸一般的理化性质核酸一般的理化性质l 两性解离两性解离 / 一般呈酸性（在中性溶液中带负电荷），微一般呈酸性（在中性溶液中带负电荷），微 溶于水，不溶于有机溶剂溶于水，不溶于有机溶剂（DNA粗提取的原理）粗提取的原理）l线性大分子（粘度高。抗剪切力差）线性大分子（粘度高。抗剪切力差）l可用电泳或离子交换（色谱）进行分离可用电泳或离子交换（色谱）进行分离l室温

8、条件下，室温条件下，DNA在碱中变性，但不水解，在碱中变性，但不水解，RNA水解水解l加热条件下，加热条件下，D核糖浓盐酸苔黑酚核糖浓盐酸苔黑酚 绿色绿色 D2脱氧核糖酸二苯胺脱氧核糖酸二苯胺 蓝紫色蓝紫色核酸的紫外吸收特性核酸的紫外吸收特性 在核酸分子中，由于嘌呤碱在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在光谱，一般在260nm260nm左右有左右有最大吸收峰，可以作为核酸最大吸收峰，可以作为核酸及其组份定性和定量测定的及其组份定性和定量测定的依据。依据。 以以A A260260/A/A280280

9、进行定性、定量进行定性、定量 DNADNA和和RNARNA溶液中加入溴化乙溶液中加入溴化乙锭（锭（EBEB），在紫外下发出荧），在紫外下发出荧光光核酸的热变性原理与分子杂交核酸的热变性原理与分子杂交变性变性稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链结构的过程。核酸的的一级结构结构的过程。核酸的的一级结构( (碱基顺序碱基顺序) )保持不变。保持不变。变性表征变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸收增加（增色效应）收增加（增色效应）变性因素变性因素 pHpH（11.311.3

10、或或5.05.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛）变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度低离子强度 加热加热 DNADNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因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，用温度，用T Tm m表示。表示。 一般一般DNADNA的的T Tm m值在值在70-8570-85 C C之间。之间。DNADNA的的T Tm m值与分子中的值与分子中的G G和和C C的的含量有关。含量有关。 G G和和C C的含量高，的含量高，T Tm m值高。因而

11、测定值高。因而测定TmTm值，可反映值，可反映DNADNA分子中分子中G, G, C C含量含量热变性和热变性和TmPCR的反应过程的反应过程每个循环包括：变性每个循环包括：变性 复性复性延伸延伸DNA双链双链单链单链变性（加热）变性（加热）复性（缓慢冷却）复性（缓慢冷却）DNA 分子的热变性原理分子的热变性原理变性的目的：变性的目的：复性的目的：复性的目的：解开双链解开双链有利于引物有利于引物和引物和引物与两条单链的结合与两条单链的结合95950 0C C72720 0C C55550 0C C脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有脱氧核苷酸和核糖核苷酸的碱基各有 种种脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类

12、各有脱氧核苷酸和核糖核苷酸的种类各有 种种核苷酸的种类有核苷酸的种类有 种种4 44 48 8小结小结核酸的碱基的种类有核酸的碱基的种类有 种种5 52.2.基本组成单位：核苷酸基本组成单位：核苷酸 (_(_种种) )3.3.核苷酸的结构：五碳糖（核苷酸的结构：五碳糖（_、_）+ + 含氮碱基（含氮碱基（_、_、_、_、_) + _) + 磷酸磷酸核酸小结核酸小结1.1.核酸种类：核酸种类：_、_核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖 A G C T U A G C T UDNA RNADNA RNA8 8概念图概念图核酸核酸DNADNARNARNA4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核

13、苷酸脱氧核糖脱氧核糖 + + 含氮碱基（含氮碱基（A A、T T、C C、G) G) + + 磷酸磷酸核糖核糖 + + 含氮碱基（含氮碱基（A A、U U、C C、G) G) + + 磷酸磷酸由由1010个脱氧核苷酸组成的一条个脱氧核苷酸组成的一条DNADNA单链最单链最多有多有_不同种类。不同种类。4 41010遗传信息就是遗传信息就是_ _ _核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序多样性、特异性（碱基排列顺序）多样性、特异性（碱基排列顺序）A-TT-AG-CC-G若有若有4000个碱基个碱基对，这些碱基对对，这些碱基对可能的排列方式可能的排列方式就有就有44000种。种。RNA的种类：的种类：1）信使信使RNA（mRN