生物化学第三章核酸化学

1、第三章第三章 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 核酸的分子结构核酸的分子结构第四节第四节 核酸的理化性质核酸的理化性质u核糖核酸核糖核酸 ( (ribonucleic acid, RNA) )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, DNA) )分子量分子量1.6106-2.2109。u1869年年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素” u1944年年 Avery等人等人证实证实DNADNA是遗传物质是遗传物质u195

2、3年年 Watson和和Crick发现发现DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构u1975年年 Temin和和Baltimore发发现逆转录酶现逆转录酶u1981年年 Gilbert和和Sanger建建立立 DNA DNA 测序方法测序方法u1985年年 Mullis发明发明 PCR 技术技术u1990年年 美国美国启动人类基因组计划启动人类基因组计划( (HGP) ) u2001年年 美、英等国美、英等国完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架u20032003年年 美、英等国美、英等国完成人类基因组序列图完成人类基因组序列图 一、核酸的发现和研究工作进展一、核酸的发现和研究工作进

3、展二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功能RNARNA的分类及功能的分类及功能tRNAtRNA分子量最小，占总分子量最小，占总RNA10%-15%RNA10%-15%，功能功能：翻译中携带氨基酸。：翻译中携带氨基酸。mRNAmRNA半寿期最短，占总半寿期最短，占总RNA5%-10%RNA5%-10%，功能功能：是蛋白质合成的模板。：是蛋白质合成的模板。rRNArRNA含量最多，占总含量最多，占总RNA75%-80%RNA75%-80%，功能功能：是蛋白质合成的场所。：是蛋白质合成的场所。二、核酸的种类、分布及功能二、核酸的种类、分布及功能一、核酸的元素组成一、核酸的元素组成第二节第

4、二节 核酸的分子组成核酸的分子组成二、二、核酸的化学组成核酸的化学组成四、核苷酸四、核苷酸( (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%)u与蛋白质比较，核酸一般不含与蛋白质比较，核酸一般不含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%。通过测定。通过测定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、二、核酸的化学组成核酸的化学组成u核苷酸由核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱戊糖、磷酸和含氮碱三部分构成三部分构成戊戊

5、 糖糖基基 本本 碱碱 基基核酸中也存在核酸中也存在一不常见的稀有一不常见的稀有碱基，稀有碱基碱基，稀有碱基的种类很多，大的种类很多，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NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOH

6、HOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2嘌呤（嘌呤（N N9 9-H-H）或嘧啶（）或嘧啶（N N1 1-H-H）与糖（）与糖（C C1 1）上半）上半缩醛羟基脱水缩合而成的化合物。糖与碱基之缩醛羟基脱水缩合而成的化合物。糖与碱基之间的间的C-NC-N键，称为键，称为C-NC-N糖苷键。糖苷键。（含有稀有碱基或稀有核糖或连接方式不同）（含有稀有碱基或稀有核糖或连接方式不同）稀有核苷稀有核苷四、核苷酸四、核苷酸( (ribonucleotide) )核苷和磷酸以核苷和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接形成的化合物连接形成的化合物DNADNA中常见核苷酸中常见核苷酸RNARNA中常见核苷

7、酸中常见核苷酸核苷酸的其他形式核苷酸的其他形式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辅酶或辅基类核苷酸（辅酶或辅基类核苷酸（NADNAD、NADPNADP、 FADFAD、CoACoA等，均含有等，均含有AMPAMP）u活性代谢物（活性代谢物（UDPGUDPG、CDP-CDP-胆碱，等）胆碱，等）腺苷多磷酸腺苷多磷酸核酸链核酸链一、一、DNADNA的分子结构的分子结构二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（一）核酸的一级结构（一）核酸的一级结构（primary structure）u一一级结构是指核酸分子

8、中核苷酸的排列顺序及连接方级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。1 1、核苷酸的连接方式：、核苷酸的连接方式： 3 3 , 5, 5 磷酸二酯键磷酸二酯键2 2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链、核酸的基本结构形式：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： 55端端33端端( (由左至右由左至右) ) 3 3、表示方法：结构式、线条式、文字式、表示方法：结构式、线条式、文字式一、一、DNADNA的分子结构的分子结构核酸一级结构的表示法核酸一级结构的表示法u碱基组成分

9、析碱基组成分析Chargaff 规则：规则： A A = = T T ； G G = = C C u碱基的理化数据分析：碱基的理化数据分析：A-TA-T、G-CG-C以以氢键氢键配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双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构碱基组成规则碱基组成规则(Chargaff(Chargaff规则规则) )nA=TA=T，G=CG=C； A+G=T+C(A+G=T+C(嘌呤与嘧啶的

10、总数相等嘌呤与嘧啶的总数相等) )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的相近程度表示种的相近程度表示种间亲缘关系的远近。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的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构u19531953年年2 2月月2828日，日，DNADNA的的双螺旋结构的分子模型双螺旋结构的分子模型诞生了。诞生了。u双螺旋结构是双螺旋结构是DNADNA二级结二级结

11、构的最基本形式。构的最基本形式。（1 1）DNADNA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盘绕，形成组成。两条链沿着同一中心轴平行盘绕，形成右手螺旋。右手螺旋。（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构2 2、DNADNA双螺旋结构（双螺旋结构（double helix model）的特点）的特点右手性的定义示意图。大姆指指向轴向，其他四、右手性的定义示意图。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

12、。指由掌根向指尖方向表示螺旋转动方向。 杭州植物园杭州植物园百草园中一株人百草园中一株人为左手性的常青为左手性的常青油麻藤油麻藤( ( Mucuna Mucuna sempervirenssempervirens ) )，被缠绕的被缠绕的“植物植物”是一根人造的水是一根人造的水泥柱。泥柱。 北京育新花园一株本来应北京育新花园一株本来应当是右手性的紫藤，在幼当是右手性的紫藤，在幼苗期工作人员可能强行以苗期工作人员可能强行以左手螺旋的方式编织使其左手螺旋的方式编织使其上爬。但是天性是不容易上爬。但是天性是不容易改变的，等到这棵紫藤长改变的，等到这棵紫藤长高了，没人管时，它又恢高了，没人管时，它又恢

13、复了右手性的本性。复了右手性的本性。 （2 2）嘌呤和嘧）嘌呤和嘧啶碱基位于螺啶碱基位于螺旋的内侧，磷旋的内侧，磷酸和脱氧核糖酸和脱氧核糖基位于螺旋外基位于螺旋外侧。碱基环平侧。碱基环平面与螺旋轴垂面与螺旋轴垂直，糖基环平直，糖基环平面与中轴平行。面与中轴平行。（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构2 2、DNADNA双螺旋结构（双螺旋结构（double helix model）的特点）的特点（3 3）螺旋横截面）螺旋横截面的直径约为的直径约为2nm2nm，每条链相邻两个碱每条链相邻两个碱基平面之间的距离

14、基平面之间的距离为为0.34 nm0.34 nm，每，每1010个碱基对（个碱基对（bpbp）形）形成一个螺旋，其螺成一个螺旋，其螺矩（为矩（为3.4 nm3.4 nm）。）。（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构2 2、DNADNA双螺旋结构（双螺旋结构（double helix model）的特点）的特点（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构（4 4）维持两条）维持两条DNADNA链相互结链相互结合的力是链间碱基

15、对形成的合的力是链间碱基对形成的氢键。碱基结合具有严格的氢键。碱基结合具有严格的配对规律配对规律:A:A与与T T结合，结合，G G与与C C结结合，这种配对关系，称为碱合，这种配对关系，称为碱基互补。基互补。A A和和T T之间形成两个之间形成两个氢键，氢键，G G与与C C之间形成三个氢之间形成三个氢键。在键。在DNADNA分子中，嘌呤碱基分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基总数相等。的总数与嘧啶碱基总数相等。2 2、DNADNA双螺旋结构（双螺旋结构（double helix model）的特点）的特点（5 5）螺旋表面形成大）螺旋表面形成大沟沟(major groove)(major gr

16、oove)及小及小沟沟(minor groove)(minor groove)，彼，彼此相间排列。小沟较浅；此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是蛋白大沟较深，是蛋白质识别质识别DNADNA碱基序列的碱基序列的基础。基础。（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构2 2、DNADNA双螺旋结构（双螺旋结构（double helix model）的特点）的特点3 3、影响、影响DNADNA双螺旋稳定性的因素双螺旋稳定性的因素u碱基堆积力碱基堆积力（由疏水作用力和范德华力构成）（由疏水作用力和范德华力构成） 堆积的碱

17、堆积的碱基使双螺旋结构内部形成一个强大的疏水区，与介质中的基使双螺旋结构内部形成一个强大的疏水区，与介质中的水分子隔开，有利于互补碱基间形成氢键。水分子隔开，有利于互补碱基间形成氢键。碱基堆积力维碱基堆积力维持双链纵向稳定性。持双链纵向稳定性。u氢键氢键 互补碱基对供氢体（氨基、羟基）与受氢体（酮基、互补碱基对供氢体（氨基、羟基）与受氢体（酮基、亚氨基）之间形成。亚氨基）之间形成。氢键维持双链横向稳定性。氢键维持双链横向稳定性。u带负电荷的磷酸基团的静电斥力带负电荷的磷酸基团的静电斥力 不利于双螺旋结构的稳不利于双螺旋结构的稳定定u碱基分子内能碱基分子内能 改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋

18、改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。的稳定性。（二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构u碱基堆积力碱基堆积力 （即疏水作用力和范德华力）（即疏水作用力和范德华力）u氢键氢键 u离子键离子键 磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成离子键，减少双链间的静电排斥力。成离子键，减少双链间的静电排斥力。提纯的提纯的DNADNA保存在低温、盐溶液条件下保存在低温、盐溶液条件下维持维持DNADNA双螺旋结构稳定的力双螺旋结构稳定的力4 4、DNADNA二级结构的多态性

19、二级结构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糖苷键糖苷键以及以及3 3 , 5, 5 一一磷酸二酯键磷酸二酯键旋转一定的角度，这就使具有同样碱基旋转一定的角度，这就使具有同样碱基配对的配对的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构象上构象上这种差异称为这种差异称为多态性多态性。 （二）（二）DNADNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）一、一、DNADNA的分子结构的分子结构uB-DNA B-DNA （相对湿度为

20、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-DNA）uC-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-DNA）uZ-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 方面有重要作用）方面有重要作用）uH-DNA H-DNA ( (三链三链DNADNA，可能与基因表达调控有关，可能与基因表达调控有关) )DNADNA二级结构的多态性二级结构的多态性 RNA-DNARNA-DN

21、A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相似的结构。相似的结构。 A-DNAB-DNAC-DNAZ-DNA螺旋手性螺旋手性右手右手右手右手右手右手左手左手直径直径nmnm2.31.91.91.8bp/bp/螺旋螺旋11109.3312螺距螺距2.83.43.14.5碱基对间距碱基对间距0.2560.340.3320.371bpbp面间转角面间转角 333638.660/2DNADNA构象的结构参数构象的结构参数一、一、DNADNA的分子结构的分子结构（三）（三）DNADNA的三级结构的三级结构双螺旋进一步扭曲双螺旋进一步扭曲, ,形成一种比双螺旋更高

22、层次形成一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状的空间构象。包括：线状DNADNA形成的纽结、超螺形成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状旋和多重螺旋、环状DNADNA形成的结、超螺旋和连形成的结、超螺旋和连环等。环等。u共价封闭的环状双螺旋分子共价封闭的环状双螺旋分子u超螺旋结构：双螺旋基础上超螺旋结构：双螺旋基础上的螺旋化的螺旋化正超螺旋正超螺旋( (positive supercoil):):拧紧双螺旋时形成正超螺旋拧紧双螺旋时形成正超螺旋负超螺旋负超螺旋( (negative supercoil):):拧松双螺旋会形成负超螺旋。拧松双螺旋会形成负超螺旋。（自然状态，减少内部张力，（自然状态

23、，减少内部张力，利于解旋。）利于解旋。） 1 1、原核生物、原核生物一、一、DNADNA的分子结构的分子结构（三）（三）DNADNA的三级结构的三级结构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) )： 由由DNADNA和组蛋白构成。和组蛋白构成。u组蛋白核心：组蛋白核心：H2BH2B， H2A, H2A, H3, H4H3, H4 各两分子。各两分子。uDNADNA：以左手超螺旋缠绕：以左手超螺旋缠绕在组蛋白上在组蛋白上( (绕约绕约1.751.75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11

24、nm11nm一、一、DNADNA的分子结构的分子结构（三）（三）DNADNA的三级结构的三级结构二、二、RNARNA的分子结构的分子结构RNARNA的基本结构特点的基本结构特点uRNARNA是单链分子，因此在是单链分子，因此在RNARNA分子中，分子中，嘌呤的嘌呤的总数不一定等于嘧啶的总数总数不一定等于嘧啶的总数。uRNARNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，不能形成双螺旋的部分，则形成单链突环。不能形成双螺旋的部分，则形成单链突环。这种结构称为这种结构称为“发夹型发夹型”结构结构。u在在RNARNA的双螺旋结构中，碱基的配对不象的双螺旋结构中，碱基的配

25、对不象 DNADNA中严格。中严格。G G除了可以和除了可以和C C配对外，也可以和配对外，也可以和U U配对配对。G-UG-U配对形成的氢键较弱。配对形成的氢键较弱。utRNAtRNA中还存在一些稀有碱基，这类碱基大部中还存在一些稀有碱基，这类碱基大部分位于突环部分。分位于突环部分。1 1、tRNAtRNA的一级结构特点的一级结构特点二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（一）（一）tRNAtRNA的结构与功能的结构与功能u含含 10-20%10-20% 稀有碱基稀有碱基，如，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具

26、有具有T T C;C; 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、tRNAtRNA的二级结构的二级结构 三叶草形三叶草形二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（一）（一）tRNAtRNA的结构与功能的结构与功能3 3、tRNAtRNA的三级结构的三级结构倒倒L L型型二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（一）（一）tRNAtRNA的结构与功能的结构与功能活化、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的分子结构的分子结构（二）（二）tRNAtRN

27、A的结构与功能的结构与功能二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（二）（二）rRNArRNA的结构与功能的结构与功能u结构：基本上都是结构：基本上都是由部分双螺旋与部由部分双螺旋与部分突环相间排列而分突环相间排列而成。成。urRNArRNA的功能的功能: :组成组成核蛋白体，作为蛋核蛋白体，作为蛋白质合成的场所白质合成的场所（三）（三）mRNAmRNA的结构与功能的结构与功能mRNAmRNA种类繁多，含量低，半衰期短，分子种类繁多，含量低，半衰期短，分子大小不一，可形成链内发夹结构。细胞在大小不一，可形成链内发夹结构。细胞在发育的不同时期存在不同种类的发育的不同时期存在不同种类的mRNAmR

28、NA。二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（三）（三）mRNAmRNA的结构与功能的结构与功能1 1、原核生物、原核生物mRNA的结构特点的结构特点原核生物原核生物mRNAmRNA转录和翻译发生在同一空间，且转录和翻译发生在同一空间，且两个过程几乎是同时的。两个过程几乎是同时的。mRNAmRNA转录后一般不需转录后一般不需加工和修饰，直接进行蛋白质翻译。加工和修饰，直接进行蛋白质翻译。原核生物的原核生物的mRNAmRNA结构简单，一条结构简单，一条mRNAmRNA往往含往往含有几个功能上相关的蛋白质的编码序列，可翻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，为多顺反子。译出几种

29、蛋白质，为多顺反子。二、二、RNARNA的分子结构的分子结构（三）（三）mRNAmRNA的结构与功能的结构与功能2 2、真核生物、真核生物mRNAmRNA的结构特点的结构特点真核细胞真核细胞mRNAmRNA由其前体由其前体核内不均一核内不均一RNARNA（hnRNA)hnRNA)剪接并经修饰后进入细胞质参与蛋剪接并经修饰后进入细胞质参与蛋白质的合成，因此转录和翻译发生在不同的白质的合成，因此转录和翻译发生在不同的时间和空间。时间和空间。真核生物真核生物mRNAmRNA为单顺反子结构，即一个为单顺反子结构，即一个mRNAmRNA分子只包含一条多肽链的信息。分子只包含一条多肽链的信息。二、二、RN

30、ARNA的分子结构的分子结构（三）（三）mRNAmRNA的结构与功能的结构与功能2 2、真核生物、真核生物mRNA的结构特点的结构特点u 大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的5 5 末端均在转录后加上一末端均在转录后加上一个个7-7-甲基鸟苷甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的，同时第一个核苷酸的C C 2 2也甲基也甲基化，形成化，形成帽子结构：帽子结构：m m7 7GpppNGpppNm m- -。u 大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的3 3 末端有一个末端有一个多聚腺苷酸多聚腺苷酸( (polyA) ) 结构结构，称为，称为多聚多聚A A尾尾。二、二、RNARNA的分子结构的分子结构帽

31、子结构和帽子结构和多聚多聚A A尾的功能尾的功能3 3、mRNAmRNA的功能的功能 （三）（三）mRNAmRNA的结构与功能的结构与功能二、二、RNARNA的分子结构的分子结构把把DNADNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。质的氨基酸排列顺序。（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；催化性小催化性小RNA；小片段干涉；小片段干涉 RNAu功能：参与功

32、能：参与hnRNAhnRNA和和rRNArRNA的加工和转运。的加工和转运。ncRNA在在基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的调节作基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的调节作用。因此，有人也将其称为调节用。因此，有人也将其称为调节RNARNA（regulatory regulatory RNARNA）。）。 二、二、RNARNA的分子结构的分子结构除了上述三种除了上述三种RNARNA外，细胞的不同部位存在的许多其外，细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子他种类的小分子RNARNA，统称为，统称为非非mRNA,mRNA,小小RNA (small non-messenger RNAs,

33、snmRNAs),),或非编码蛋白质的或非编码蛋白质的RNA(non-coding RNA, ncRNA) 。RNA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的分子结构的分子结构RNARNA组学研究细胞中组学研究细胞中snmRNAssnmRNAs的种类、结构和的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下细胞在不同时间、不同状态下snmRNAssnmRNAs的表的表达具有时间和空间特异性。达具有时间和空间特异性。 一、一般性质一、一般性质二、紫

34、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，为白色纤维状固体，RNARNA为白色粉末，为白色粉末，两者都微溶于水，不溶于一般有机溶剂。两者都微溶于水，不溶于一般有机溶剂。2 2、DNADNA分子由于直径小而长度大，因此溶液粘度极分子由于直径小而长度大，因此溶液粘度极高，高，RNARNA分子粘度则小得多。分子粘度则小得多。3 3、溶液中的核酸在引力场中可以下沉，沉降速度、溶液中的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。定核酸的沉降

35、常数。4 4、核酸是两性电解质，因磷酸的酸性强，常表现、核酸是两性电解质，因磷酸的酸性强，常表现酸性。由于核酸分子在一定酸度的缓冲液中带有酸性。由于核酸分子在一定酸度的缓冲液中带有电荷，因此可利用电泳进行分离和研究其特性。电荷，因此可利用电泳进行分离和研究其特性。最常用的是凝胶电泳。最常用的是凝胶电泳。一、一般性质一、一般性质二、紫外吸收二、紫外吸收二、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成分的光吸收值之和少303040%40%，这是在有规，这是在有规律的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造律的双螺旋结构中碱基紧密地

36、堆积在一起造成的。成的。u核酸最大吸收波长：核酸最大吸收波长：260nm260nmn 核酸定性、定量分析核酸定性、定量分析OD260OD260的应用的应用1 1、DNADNA或或RNARNA的定量的定量 OD260=1.0OD260=1.0相当于相当于50g/mL50g/mL双链双链DNADNA；40g/mL40g/mL单单链链DNADNA（或（或RNARNA）；）；20g/mL20g/mL寡核苷酸。寡核苷酸。2 2、判断核酸样品的纯度、判断核酸样品的纯度DNADNA纯品纯品: OD260/OD280 = 1.8: OD260/OD280 = 1.8RNARNA纯品纯品: OD260/OD28

37、0 = 2.0: OD260/OD280 = 2.0 三、变性、复性、分子杂交三、变性、复性、分子杂交1 1、DNADNA变性（变性（DNA 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。DNADNA变性是指在理化因素作用下，变性是指在理化因素作用下，DNADNA分子中的氢键分子中的氢键断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋结构解体，双断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋结构解体，双链分开形成单链的过程。链分开形成单链的过程。核酸变性并不涉及共价键的断裂，共价键（核酸变性并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。磷酸二酯键）的断裂称为核酸的降解。uDNADNA变性的本质是变性的本质是双链间氢键的断裂双链间氢键的断裂DNADNA变性变性u增色效应：增色效应：DNADNA变性时其溶液变性时其溶液ODOD260260增高的现象。增高的现象。熔解温度（熔解温度（melting temperature,Tm）：）：DNADNA热变性过热变性过程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度称为程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度称为熔解温度（熔解温度（T