第18章核酸课件

1、第18章核酸课件核酸的发现和研究工作进展 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年 Nirenberg发现遗传密码1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法1985年 Mullis发明PCR 技术1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架2003年 人类基因组计划完成一、核酸的分类根据组成核酸的戊

2、糖不同分为(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA)脱氧核糖核酸 核糖核酸 90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。二、核酸的组成1. 元素组成C、H、O、N、P（910%）2. 分子组成 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 磷酸(phosphate)核酸水解后的主要最终产物 水解产物类别RNADNA酸磷酸磷酸戊糖D-核糖D-脱氧核

3、糖嘌呤碱腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤嘧啶碱胞嘧啶、尿嘧啶胞嘧啶、胸腺嘧啶嘌呤(purine) 腺嘌呤(adenine, A)鸟嘌呤(guanine, G)（一）、碱 基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine, C)尿嘧啶(uracil, U)胸腺嘧啶(thymine, T)（二）、戊糖D-核糖D-2-脱氧核糖（构成RNA）12345核糖(ribose)（构成DNA）脱氧核糖(deoxyribose)(三)、核苷核苷是(脱氧)核糖的-苷羟基与碱基N上的H脱水而形成的苷，根据核糖的不同，核苷有两类： （1）核苷（由RNA水解而得）RNA中没有胸腺嘧啶碱基。RNA中常见的四种核糖核苷结

4、构如下： （2） 2-脱氧核苷（由DAN水解而得）DAN中没有尿嘧啶碱基。DNA中常见的四种脱氧核糖核苷结构如下：氮苷键（四）核苷酸 生物体内的核苷酸是（脱氧）核糖C5上的羟基与磷酸脱水成酯得到（磷酸酯键）。即5-磷酸酯。1、核苷酸(ribonucleotide)的组成核苷酸 脱氧核苷酸2. 核苷酸的命名体内重要的游离核苷酸及其衍生物AMPADPATPATP的性质ATP 分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时, 可以释放出大量自由能。ATP 是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP 水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。ATP 也是一种很好的磷酰化剂。磷酰化反应的底

5、物可以是普通的有机分子，也可以是酶。磷酰化的底物分子具有较高的能量（活化分子），是许多生物化学反应的激活步骤。体内重要的游离核苷酸及其衍生物含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 多磷酸核苷酸：AMP，ADP，ATP 环化核苷酸: cAMP，cGMPAMPADPATPcAMPNADP+NAD+5端3端3. 核苷酸的连接 核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。CGA三、核酸的结构核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸即高分子量的多核苷酸。是核苷酸单体中（脱氧）核糖的3位羟基和5位上的磷酸基酯化而成的高分子化合物。 即利用3 5-磷酸二酯键将核

6、苷酸单体按照一定顺序连接。核酸也有一级结构、二级结构和三级结构。1核酸一级结构各核苷酸按照一定顺序排列，组成了核酸的一级结构。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。核酸的一级结构5端3端CGARNA中的多核苷酸链：上图可简化如下：其中R1、R2、R3、R4表示碱基，P表示磷酸基，一竖表示糖分子，2、3、5表示糖中C原子编号。RNA与DNA的区别：戊糖RNA中为核糖， DNA中为2-脱氧核糖。碱基RNA中为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、 尿嘧啶； DNA中为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、 胸腺嘧啶2核酸的二级结构DNA的二级结构为右手双股螺旋结构。 两条螺旋链以相反的走向，通过一条链的碱基和

7、另一条链的碱基配对（以氢键结合）交织起来形成相当稳定的构象（双螺旋结构）。象螺旋式的梯子。碱基配对只能是A与T（RNA中是A与U）配对，G与C配对。DNA的二级结构双螺旋结构原因是：（1）只有当一个嘌呤环和一个嘧啶 环成对排列时，碱基的连接才吻合。 （2）只有腺嘌呤与胸腺嘧啶成对，鸟嘌呤与胞嘧啶成对才能吻合。RNA的二级结构的规律性不如DNA。有些RNA的多核苷酸链，可以形成螺旋结构，其二级结构是和DNA相似的双螺旋。但多数RNA的分子是由一条弯曲的多核苷酸链所构成，其中有间隔着的双股螺旋与单股非螺旋体结构部分。 3核酸的三级结构核酸的三级结构是在二级结构的基础上进一步紧缩、扭曲成闭链状环或开链状