核酸结构和功能(3)课件

1、关于核酸结构与功能 (3)1第一张，PPT共四十一页，创作于2022年6月2本章主要内容 核酸的种类 核酸的分子组成（核苷酸、磷酸、戊糖、碱基） DNA和RNA分子组成的异同 DNA双螺旋结构 三类RNA的结构特点及功能 核酸的理化性质第二张，PPT共四十一页，创作于2022年6月3 核酸的发现： 1868，瑞士外科医生Fridrich Miescher从脓细胞的 核中分离，称核酸； 19391952，研究核酸的功能 Oswald Avery研究小组发现： 第一节 核酸的一般概述+非致病性肺炎球菌致病性肺炎球菌的DNA非致病性肺炎球菌均有致病性第三张，PPT共四十一页，创作于2022年6月4证

2、实DNA为遗传信息携带者的相关实验第四张，PPT共四十一页，创作于2022年6月5第五张，PPT共四十一页，创作于2022年6月6 核酸的种类： DNA （脱氧核糖核酸） RNA （核糖核酸） 核酸的分布： DNA：细胞核，线粒体 RNA：细胞核，细胞质 核酸的功能： DNA：遗传信息的贮存 RNA：遗传信息的表达第六张，PPT共四十一页，创作于2022年6月7第二节 核酸的分子组成 一、元素组成 CH O N P (9-10%)二、核酸的基本结构单位-核苷酸（一）核酸的水解产物核酸核苷酸磷酸核苷DNA RNA戊糖（核糖、脱氧核糖）碱基（嘌呤、嘧啶）第七张，PPT共四十一页，创作于2022年6

3、月8第八张，PPT共四十一页，创作于2022年6月9（二）核苷酸中的碱基成分 嘌呤(purine)：腺嘌呤（adenine, A） 鸟嘌呤（guanine, G）嘧啶(pyrimidine)：胞嘧啶（cytosine, C） 胸腺嘧啶（thymine, T）(DNA) 尿嘧啶（uracil, U）(RNA)嘌呤和嘧啶环中含共轭双键，A260定量稀有碱基：黄嘌呤（X） 次黄嘌呤（I） 5-甲基胞嘧啶（m5C） 双氢尿嘧啶（DHU）第九张，PPT共四十一页，创作于2022年6月10嘌呤嘧啶第十张，PPT共四十一页，创作于2022年6月11（三）戊糖与核苷OOHHHOH HOHHOCH2H12345

4、核 糖OOHH HH HOHHOCH2H12345脱氧核糖OHHOH HOHHOCH2H碱基OHHH HOHHOCH2H碱基核 苷脱氧核苷糖苷键糖苷键第十一张，PPT共四十一页，创作于2022年6月12（四）核苷酸OHHOH HOH OCH2H碱基POHHH HOH OCH2H碱基P5-核苷酸5-脱氧核苷酸核苷一磷酸 NMP核苷二磷酸 NDP核苷三磷酸 NTP脱氧核苷一磷酸 dNMP脱氧核苷二磷酸 dNDP脱氧核苷三磷酸 dNTP酯键酯键第十二张，PPT共四十一页，创作于2022年6月13碱基核苷5核苷酸AGCU腺苷鸟苷胞苷尿苷腺苷酸（AMP）鸟苷酸（GMP）胞苷酸（CMP）尿苷酸（UMP）R

5、NA碱基核苷5脱氧核苷酸AGCT脱氧腺苷脱氧鸟苷脱氧胞苷胸 苷脱氧腺苷酸（dAMP）脱氧鸟苷酸（dGMP）脱氧胞苷酸（dCMP）胸 苷 酸（dTMP）DNA核苷酸的命名第十三张，PPT共四十一页，创作于2022年6月14核苷酸名称中的缩写符号脱氧碱基磷酸基数目磷酸dAMPGDTTCUN第十四张，PPT共四十一页，创作于2022年6月15三、体内重要的游离核苷酸及其衍生物 （一）多磷酸核苷酸 NDP NTP (A，G, C, U) dNDP dNTP (A，G, C, T) 功能 能量物质 ATP GTP CTP UTP 合成核酸的原料 NTP dNTPHCH2NH2OHHHOHXHO-P-O-

6、P-O-P-O-OHOHOHOOO第十五张，PPT共四十一页，创作于2022年6月16（二）环化核苷酸3，5-环化腺苷酸 cAMP 3，5-环化鸟苷酸 cGMP第二信使35-环化腺苷酸35-环化鸟苷酸第十六张，PPT共四十一页，创作于2022年6月17第三节 核酸的分子结构一、核酸的一级结构： DNA或RNA中核苷酸的排列顺序 核苷酸的连接方式 3，5磷酸二酯键 书写方式 OHHH HO CH2H碱基1POOHHH HO CH2H碱基2POOHHH HOH CH2H碱基3PO53PAPGPCPTPAPT5OH 35 pA pG pC pT pA pT 35 A G C T A T 3(1)(3

7、)(2)(4)A G C T A T第十七张，PPT共四十一页，创作于2022年6月18二、DNA的分子结构（一）DNA的碱基组成 A G C T 特点 （Chargaff 法则） 1、所有DNA分子中，A=T， G=CA/ T= G/ CA + G = T + C2、DNA的碱基组成具有种属特异性 不同种属生物的DNA其碱基组成不同3、DNA的碱基组成无组织或器官特异性 同一生物体的各种不同器官或组织DNA的 碱基组成基本相同4、生物体内的碱基组成一般不受年龄、生长状况、 营养状况和环境等条件的影响第十八张，PPT共四十一页，创作于2022年6月19（二）DNA的一级结构DNA中脱氧核糖核苷

8、酸的排列顺序 DNA分子的一级结构储存了大量的遗传信息 人类基因组计划：测定人的所有DNA分子的一级结构 1991年启动 1994年我国加入（3号染色体，1%） 2000年6月草图 2003年精细图 第十九张，PPT共四十一页，创作于2022年6月201953年，James Watson & Francis Crick 特点： 1、互补双链，反向平行； 2、磷酸、戊糖为骨架，碱基向内； 3、 A T, G C； 4、每个碱基对处于同一平面，碱基平 面垂直于中心轴； 5、右手螺旋， 10bp/螺旋， 直径2nm，螺距3.4nm； 6、大沟、小沟三、DNA的空间结构1、DNA的二级结构 双螺旋结构

9、B第二十张，PPT共四十一页，创作于2022年6月21James WatsonFrancis Crick第二十一张，PPT共四十一页，创作于2022年6月22DNA分子双螺旋结构第二十二张，PPT共四十一页，创作于2022年6月23碱基配对及氢键形成第二十三张，PPT共四十一页，创作于2022年6月24 2、DNA的三级结构DNA双螺旋进一步盘曲所形成的更加复杂的结构 线粒体DNA 细菌质粒DNA 病毒DNA超螺旋环形双螺旋超螺旋第二十四张，PPT共四十一页，创作于2022年6月25 核心颗粒：2 (H2AH2B H3 H4 )；DNA(146bp) 真核生物核小体结构H1核心颗粒H1核心颗粒

10、H1核心颗粒第二十五张，PPT共四十一页，创作于2022年6月26染色质纤维第二十六张，PPT共四十一页，创作于2022年6月27三、RNA的分子结构（一）RNA的种类核蛋白体RNA ribosomal RNA ( rRNA ) 80% 信使RNA messenger RNA ( mRNA ) 1% 5% 转运RNA transfer RNA ( tRNA ) 15% （二）RNA的一级结构RNA分子中核糖核苷酸的排列顺序 核糖核苷酸的种类：AMP、GMP、CMP、UMP 连接方式： 3，5磷酸二酯键第二十七张，PPT共四十一页，创作于2022年6月28 RNA的结构特点： 基本组成单位：AM

11、P、 GMP、CMP、UMP（NMP） 核糖核苷酸按一定顺序相连 （3，5-磷酸二酯键） 主要为单链，但局部区域可 因碱基互补而形成双链结构（三）三种RNA的分子结构与功能第二十八张，PPT共四十一页，创作于2022年6月291、mRNA的结构与功能：前体：不均一核RNA （heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)5帽：m7Gppp（7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸）3尾：polyA编码区、非编码区m7Gppp-AAAA.A535非编码区3非编码区编码区 功能：合成蛋白质的模板（密码子） 结构特点：第二十九张，PPT共四十一页，创作于2022年6月302、tRNA的结构与功能

12、： 结构特点： 1、含1020%的稀有碱基（DHU，假尿苷，mG、mA）； 2、二级结构为三叶草形； 3、三级结构为倒 “L” 形； 4、3端为CCA-OH结构，与氨基酸相连 功能：转运氨基酸至蛋白质合成场所CCADHU环TC环反密码环5额外环第三十张，PPT共四十一页，创作于2022年6月31三叶草型结构特点（1）氨基酸臂：由7个碱基对组成，含G较多，3-CCA-OH 连接氨基酸；（2）双氢尿嘧啶环（DHU环）：由811个核苷酸组成；含 DHU；（3）反密码环：由7个核苷酸组成，中间3个相邻的核苷酸 组成反密码子，与mRNA上密码子配对；（4）额外环（可变环）：由318个核苷酸组成，不同的

13、tRNA此环大小不等，是tRNA的分类标志；（5）TC环：由7个核苷酸组成，含胸苷、假尿苷、胞苷第三十一张，PPT共四十一页，创作于2022年6月32氨基酸臂TC环反密码环额外环DHU环第三十二张，PPT共四十一页，创作于2022年6月333、rRNA的结构与功能：21种原核真核小亚基rRNA蛋白质rRNA蛋白质大亚基16 S18 S33种5S，23S5S，5.8S ， 28S49种34种大 小30 S40 S大 小50 S60 S核蛋白体大 小70 S80 SrRNA+蛋白质 核蛋白体（核糖体） 核蛋白体的组成 核蛋白体的功能：蛋白质合成的场所第三十三张，PPT共四十一页，创作于2022年6

14、月34（四）其它小分子RNA 小核RNA (snRNA) 小核仁RNA (snoRNA) 小胞质RNA (scRNA)功能：参与hnRNA和rRNA的转运和加工（五）核酶 (ribozyme) 某些RNA分子具有自我催化能力，可以完成 rRNA的剪接，称核酶1982，T.R.Cech，四膜虫rRNA加工第三十四张，PPT共四十一页，创作于2022年6月35第四节 核酸的理化性质和应用一、核酸的酸碱性质核酸通常显酸性，在中性或偏碱性条件下带负电荷电泳：由负极向正极泳动沉淀：盐溶液中金属离子中和负电荷二、核酸的高分子性质粘度大核酸发生变性或水解时，粘度变小不同种类的核酸分子其分子量不同，形状不同

15、分离：电泳、凝胶过滤、超速离心第三十五张，PPT共四十一页，创作于2022年6月36三、核酸的紫外吸收 核酸分子中的碱基都有共轭双键，具有紫外吸收性质 吸收峰在260nm,可用于核酸的定量四、DNA的变性在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间氢键断裂，DNA双螺旋打开，变为单链。概念因素加热、酸、碱、有机溶剂理化性质改变 高色效应（A260增加） 粘度降低 沉降速度增加变性第三十六张，PPT共四十一页，创作于2022年6月37DNA的热变性加热引起的DNA变性DNA解链或溶解 溶解温度（melting temperature, Tm） DNA加热变性时， A260为最大值的一半时的解链温度。 Tm = 69.3+0.41(%G+C) Tm = 4(G+C)+2(A+T) (20bp)A260解链温度（oC）Tm第三十七张，PPT共四十一页，创作于2022年6月38 Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关 G+C的含量越高，则Tm越高第三十八张，PPT共四十一页，创作于2022年6月39DNA的复性（退