核酸的结构和功能教学课件

1、 1第 二 章核酸的结构和功能核酸：是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。 2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

2、人类基因组计划基本框架 3二、核酸的分类及分布 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。( DNA)(RNA)脱氧核糖核酸 核糖核酸携带遗传信息，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。 4核酸的化学组成 1. 元素组成: C、H、O、N、P（910%）2. 分子组成 碱基：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖：核糖，脱氧核糖 磷酸第一节核酸的化学组成及一级结构一、核苷酸的结构 5两类核酸的基本化学组成比较 嘌呤碱 腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤 (A) 鸟嘌呤 (G) 鸟嘌呤 (G) 嘧啶碱 胞嘧啶

3、 (C) 胞嘧啶 (C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶 (U)碱基戊糖D-2-脱氧核糖 D-核糖酸磷酸 磷酸DNA RNA 6嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)碱 基 7嘧啶胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T) 8戊 糖（构成RNA）12345核糖（构成DNA）脱氧核糖 9核苷：AR, GR, UR, CR脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 核苷的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。11 10核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷酸的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷

4、酸）。 11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：NMP，NDP，NTP 环化核苷酸: cAMP，cGMPAMPADPATPcAMPNADP+NAD+ 12二、核酸的一级结构定义核酸中核苷酸的排列顺序。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。5端3端CGA 135端3端 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 14A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法5 pApGpTpGpCpT-OH 3 5 A G T G C T 3 15RNA

5、 的 一 级 结 构与DNA的差别在于：1、戊糖是核糖而非脱氧核糖2、嘧啶成分是胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U），无胸腺嘧啶（T） 核酸分子的大小常用碱基数目或碱基对数目来表示。核酸片段RNA-DNA 杂化分子DNA分子 60三、DNA的复性与分子杂交 变性的DNA在去除变性因素并处于适当的条件下，彼此分离的双链又可重新结合恢复天然的双螺旋结构这一过程称为复性。1.概念2. 复性速度受温度的影响热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。 61复性后DNA分子性质一系列的理化性质随即恢复d. 生物活性部分恢复a. 260nm处的紫外吸收值下降b. 粘度上升c. 浮力、密度降低（减色效应）

6、62在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。核酸分子杂交 63 64DNA-DNA杂交双链分子变性 复性 不同来源的DNA分子 65 66 核酸分子杂交的应用（1）研究DNA分子中某一种基因的位置（2）确定两种核酸分子间的序列相似性（3）检测某些专一序列在待检样品中存在与否（4）是基因芯片技术的基础 可发生杂交的核酸分子(1)两条同源的DNA链(2)两条同源的RNA链(3)一条DNA链一条RNA链 67核酸酶是指所有可以水解核酸的酶依据底物不同分类DNA酶：专一降解DNA。RNA酶：专一降解RNA。依据切割部位不同核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：53或35核酸外切酶。第 五 节 核 酸 酶 68参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程 负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸 在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 体外重组DNA