生物化学-核酸的结构与功能课件

第2章

核酸的结构与功能StructureandFunctionofNucleicAcid第2章

核酸的结构与功能StructureandFun1主要内容第一节核酸的化学组成及其一级结构第二节DNA的空间结构与功能第三节RNA的结构与功能第四节核酸的理化性质第五节核酸酶主要内容第一节核酸的化学组成及其一级结构23学习指导重点：1.核酸的化学组成；2.DNA的一级结构与二级结构；3.RNA的主要类型及功能；4.核酸的理化性质。难点：1.真核生物染色体的结构.2.核酸的理化性质。进展：

1.核酶的发现及其重要的生物学意义.23:05:143学习指导重点：06:54:303第一节核酸的化学组成及其一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid第一节4核酸(nucleicacid)

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。核酸是遗传信息的载体(Appendix1：)核酸(nucleicacid)是以核苷酸为基本组成单51868年FridrichMiescher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。核酸研究的发展简史1868年FridrichMiescher从脓细胞中提6核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体

分布于细胞核、细胞质、线粒体(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。是DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体分布于细胞核、细胞质7一、核酸分子（DNA和RNA）的化学组成NucleicAcid(NA)

Polynucleotidechain(polyNt)Nucleotide(Nt)basicunitMono-phosphate(Mp)Nucleoside(Ns)Deoxy-ribose(Ribose

)BasePurin(pu)Pyrimidine(py)Adenine(A)Thymine(T)

Guanine(G)Uracil(U)

Cytosine(C)DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。核酸核苷酸磷酸（脱氧）核苷戊糖碱基脱氧核糖（核糖）嘌呤嘧啶一、核酸分子（DNA和RNA）的化学组成8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)核苷酸是构成核酸的基本组成单位碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中仅存在于RNA中仅存在于DNA中碱基(base)是含氮的杂环化合物。碱基分子组成碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖(ribose)9嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A10嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)仅存在于RNA中仅存在于DNA中嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,11D-2-脱氧核糖D-核糖脱氧核糖(deoxyribose)（构成DNA）核糖(ribose)（构成RNA）戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖脱氧核糖(deoxyribose)（12嘌呤N-9或嘧啶N-1与（脱氧）核糖C-1通过β-N-糖苷键相连形成（脱氧）

核苷[(deoxy)ribonucleoside]（脱氧）核苷NNNN9NH2O(O)HOHHHHCH2OHH1'2'糖苷键核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)嘌呤N-9或嘧啶N-1与（脱氧）核糖C-1通过β-N-糖苷13核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucl14多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸15环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。cAMP核苷酸衍生物环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。16AdenineNucleotidesAreComponentsofManyEnzyme

CofactorsCoenzymeA(CoA)functionsinacylgrouptransferreactions.AdenineNucleotidesAreCompon17二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的α-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiesterbond)。

多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大185´-末端3´-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键5´-末端3´-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键19交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)。DNA链的方向是5→3交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)20三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子RNA也是多个核苷酸分子通过酯化反应形成的线性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子RNA也21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四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序定义5′端3′端CGA四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序22DNA一级结构：核苷酸排列顺序组成：4种dNMP（dAMP，dGMP，dCMP，dTMP）连接方式：3’,5’-磷酸二酯键连接5’-ACGTA-3’,ACGTA,或5’pApCpGpTpA-OH3’形态：4种dNMP排列为特定的多核苷酸长链书写方法：DNA一级结构：核苷酸排列顺序组成：4种dNMP（dAMP23核酸分子大小表示：碱基(base或kilobase)数目。小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。DNA和RNA的区别核糖G、C、A、URNA脱氧核糖G、C、A、TDNA碱基核糖核酸核酸分子大小表示：碱基(base或kilobase)数目。24小结核酸包括DNA和RNA。DNA携带遗传信息，RNA参与遗传信息的复制与表达。核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸的基本结构。小结核酸包括DNA和RNA。25生物化学-核酸的结构与功能课件26第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA第二节27核酸分子的空间结构一级结构；DNA分子的核苷酸组成与排列（sequence）1977F.Sangerφχ174的全序列分析二级结构；D.S.DNADoubleHelixmodelA,B,Z….,Linear,circle…T.S.DNA(TriplexStrands)Tet.SDNA(TetraplexStrands)superhelixDNA(Negative,Positive)三级结构；（高级结构）核酸分子的空间结构一级结构；DNA分子的核苷酸组成与排列（28DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystructure)和高级结构。DNA的空间结构(spatialstructure)构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystru29一、DNA的主要二级结构：右手双螺旋Crick,Watson,1953一、DNA的主要二级结构：右手双螺旋Crick,Watso30Chargaff规则：DNA的碱基组成中[A]=[T]，[G]=[C]获得了高质量的DNA分子的X射线衍射照片。提出了DNA分子双螺旋结构(doublehelix)模型。1952年年末Franklin和Wilkins拍到了一张十分清晰的DNA结晶X衍射照片沃森（1928～）克里克(1916~2004)威尔金斯(1916～)富兰克林(1920~1958)碱基的理化数据分析：A-T，C-G配对合理。（一）DNA双螺旋结构的研究背景Chargaff规则：DNA的碱基组成中[A]=[31DNA碱基组成——查格夫法则不同种属DNA的4种碱基组成不同；同一种属、不同组织DNA具有相同的碱基组成；给定种属DNA的碱基组成不随机体的年龄、营养状态和环境变化而改变；无论种属如何，其细胞DNA中总有A=T，G=C，即有A+G=T+C。DNA碱基组成——查格夫法则不同种属DNA的4种碱基组成不同32生物化学-核酸的结构与功能课件33AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大肠杆菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04结核杆菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01猪29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物来源DNA碱基组分和相对比例查格夫法则：A=T,G=C，这一规律暗示A与T，G与C相互配对的可能性，为Watson和Crick提出DNA双螺旋结构提供了重要依据。AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大肠杆菌26.024.934两条链呈反向平行(anti-parallel)，右手螺旋(right-handed)。直径为2nm，螺距为3.4nm。亲水性骨架位于外侧，疏水的碱基位于内侧。表面：一大沟(majorgroove)和一小沟(minorgroove)。Crick,Watson,1953（二）DNA双螺旋结构模型要点1.DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构两条链呈反向平行(anti-parallel)，右手螺旋(r35亲水性的骨架位于双链的外侧。疏水性的碱基位于双链的内侧。骨架与碱基亲水性的骨架位于双链的外侧。骨架与碱基36碱基配对关系称为互补碱基对(complementarybasepair)。(A与T,G与C分别以两对和三对氢键配对)DNA的两条链则互为互补链(complementarystrand)。碱基对平面与螺旋轴垂直。鸟嘌呤/胞嘧啶鸟嘌呤/胞嘧啶腺嘌呤/胸腺嘧啶腺嘌呤/胸腺嘧啶2.DNA双链之间形成了互补碱基对碱基配对关系称为互补碱基对(complementaryba37大沟与小沟大沟与小沟38氢键维持双链横向稳定性；疏水性的碱基堆积力(basestackinginteraction)维持双链纵向稳定性。碱基堆积作用力3.疏水作用力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。氢键维持双链横向稳定性；疏水性的碱基堆积力(basesta39双螺旋结构模型提供了DNA复制的机制双螺旋结构模型提供了DNA复制的机制40DNA二级结构DNA二级结构41（三）DNA双螺旋结构的多样性（三）DNA双螺旋结构的多样性42通常富含G+C的DNA比G+C含量少的DNA稳定阳离子（如Mg2+）或DNA结合蛋白质的结合可增加DNA的稳定性通常富含G+C的DNA比G+C含量少的DNA稳定43旋向螺距(nm)碱基数（每圈）螺旋直径（nm）骨架走行存在条件A型右手2.3112.5平滑体外脱水B型右手3.4102.3平滑DNA生理条件Z型左手4.5121.8锯齿型CG序列三种DNA构型的比较旋向螺距碱基数螺旋直径骨架存在条件A型右手2.3112.5平44（四）DNA的多链螺旋结构在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被质子化，可与鸟嘌呤的N-7原子形成氢键；同时，胞嘧啶的N-4的氢原子也可与鸟嘌呤的O-6形成氢键，这种氢键被称为Hoogsteen氢键。Hoogsteen氢键Hoogsteen氢键，不破坏Watson-Crick氢键，由此形成了C＋GC的三链结构(triplex)。（四）DNA的多链螺旋结构在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子45三链结构三链结构46H-DNA的结构：DNA三股螺旋结构常出现在DNA复制、转录、重组的起始位点或调节位点，如启动子区。第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。H-DNA的结构：DNA三股螺旋结构常出现在DNA复制、转录47鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(tetraplex)。四链结构鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(te48真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形成了折叠的四链结构。真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形49DNA超螺旋结构（superhelix或supercoil）DNA双螺旋链再盘绕正超螺旋（positivesupercoil）：盘绕方向与双螺旋方向相同负超螺旋（negativesupercoil）：盘绕方向与双螺旋方向相反意义：DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。二、DNA的高级结构是超螺旋结构DNA超螺旋结构（superhelix或supercoil）50生物化学-核酸的结构与功能课件51（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状，52DNA超螺旋结构的电镜图象DNA超螺旋结构的电镜图象53（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构真核生物DNA以非常有序的形式存在于细胞核内。在细胞周期的大部分时间里，DNA以松散的染色质(chromatin)形式存在，在细胞分裂期，则形成高度致密的染色体(chromosome)。（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构真核生物DNA54DNA染色质呈现出的串珠样结构。染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。DNA染色质的电镜图像DNA染色质呈现出的串珠样结构。DNA染色质的电镜图像55DNA：约200bp

组蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小体的组成DNA：约200bp核小体的组成56核小体串珠样的结构核小体串珠样的结构57双链DNA的折叠和组装双链DNA的折叠和组装58DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直径只有为数微米的细胞核内。DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直59真核生物的染色体真核生物的染色体60DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。三、DNA是遗传信息的物质基础DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和61第三节

RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNA第三节

RNA的结构与功能Structureand62RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。RNA比DNA小的多。RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。结构特点RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。结构特点63RNA的种类、分布、功能微RNAmicroRNA翻译调控RNA的种类、分布、功能微RNA64信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白质的模板。不均一核RNA(hnRNA)含有内含子(intron)和外显子(exon)。外显子是氨基酸的编码序列，而内含子是非编码序列。hnRNA经过剪切后成为成熟的mRNA。一、mRNA是蛋白质合成中的模板信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋65hnRNA内含子(intron)mRNAmRNA成熟过程

外显子(exon)hnRNA内含子mRNAmRNA成熟过程外显子66从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码(codon)。成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。5-末端的帽子(cap)结构和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)结构。成熟的真核生物mRNA从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联67帽子结构:m7GpppNm（一）大部分真核细胞mRNA的5'末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷为起始结构mRNA的帽结构可以与帽结合蛋白(capbindingprotein，CBP)结合。帽子结构:m7GpppNm（一）大部分真核细胞mRNA的5'68加帽过程加帽过程69真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段长短不一的聚腺苷酸。（二）在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸结构真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段长短不一的聚腺70加尾过程加尾过程71mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控帽子结构和多聚A尾的功能mRNA核内向胞质的转位帽子结构和多聚A尾的功能72（三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成从mRNA分子5'末端起的第一个AUG开始，每3个核苷酸为一组称为密码子(codon)或三联体密码(tripletcode)。AUG被称为起始密码子；决定肽链终止的密码子则称为终止密码子。位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列称为开放阅读框(openreadingframe,ORF)，决定了多肽链的氨基酸序列。（三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成从73（四）mRNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程卵清蛋白mRNA的成熟（四）mRNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程卵清蛋白mRN74转运RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体,将氨基酸转呈给mRNA。由74～95核苷酸组成；占细胞总RNA的15%；具有很好的稳定性。二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体转运RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白质合75（一）tRNA中含有多种稀有碱基（一）tRNA中含有多种稀有碱基76tRNA具有局部的茎环(stem-loop)结构或发卡(hairpin)结构。（二）tRNA具有茎环结构tRNA的二级结构——三叶草形氨基酸臂DHU环反密码环TψC环附加叉74-95nttRNA具有局部的茎环(stem-loop)结构或发卡(ha77

NucleotidesequenceofyeasttRNAAla.

(Thisstructurewasdeducedin1965byRobertW.Holleyandhiscolleagues)TransferRNAs:Nucleotidesequenceofyeas78tRNA的倒L三级结构tRNA的倒L三级结构79tRNA的3-末端都是以CCA结尾。3-末端的A与氨基酸共价连结，tRNA成为了氨基酸的载体。不同的tRNA可以结合不同的氨基酸。（三）tRNA的3-末端连接氨基酸tRNA的3-末端都是以CCA结尾。（三）tRNA的3-80tRNA的反密码子环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子(anticodon)。tRNA上的反密码子依照碱基互补的原则识别mRNA上的密码子。（四）tRNA的反密码子识别mRNA的密码子tRNA的反密码子环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子(an81核蛋白体RNA(ribosomalRNA，rRNA)是细胞内含量最多的RNA(>80％)。rRNA与核蛋白体蛋白结合组成核蛋白体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。三、以rRNA为组分的核蛋白体是蛋白质合成的场所核蛋白体RNA(ribosomalRNA，rRNA)是细胞82核蛋白体的组成原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸18S1874个核苷酸蛋白质21种占总重量的40%33种占总重量的50%大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸120个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸160个核苷酸120个核苷酸蛋白质31种占总重量的30%49种占总重量的35%核蛋白体的组成原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为83大肠杆菌的核蛋白体大肠杆菌的核蛋白体8418SrRNA的二级结构18SrRNA的二级结构85蛋白质合成时形成的复合体蛋白质合成时形成的复合体86RNA组学是研究细胞内snmRNA的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时空状态下snmRNAs表达谱的变化，以及与功能之间的关系。四、snmRNA参与了基因表达的调控细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子RNA，统称为非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)。snmRNAsRNA组学是研究细胞内snmRNA的种类、结构和功能。同一生87核内小RNA核仁小RNA胞质小RNA催化性小RNA小片段干涉RNA参与hnRNA的加工剪接snmRNAs的种类snmRNAs的功能核内小RNA参与hnRNA的加工剪接snmRNAs的种类sn88核酶某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，这种具有催化作用的小RNA亦被称为核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。核酶某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，这种具有催89siRNA是生物宿主对外源侵入的基因表达的双链RNA进行切割所产生的特定长度和特定核酸序列的小片段RNA。siRNA可以与外源基因表达的mRNA相结合，并诱发这些mRNA的降解。基于此机理，人们发明了RNA干扰(RNAinterference，RNAi)技术。小片段干扰RNAsiRNA是生物宿主对外源侵入的基因表达的双链RNA进行切割90原核生物基因表达的特异性五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现了不同的时空特性原核生物基因表达的特异性五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现了91真核生物基因表达的特异性真核生物基因表达的特异性92小结DNA为双链结构，RNA的结构以单链为主。DNA的二级结构为双螺旋结构。mRNA、tRNA、rRNA结构特点与功能。小结DNA为双链结构，RNA的结构以单链为主。93生物化学-核酸的结构与功能课件94核酸的理化性质ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四节核酸的理化性质第四节95核酸的酸碱及溶解度性质核酸为多元酸，具有较强的酸性。可用电泳或离子交换（色谱）进行分离核酸的高分子性质粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA线性大分子（粘度高,抗剪切力差）沉降行为:不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。核酸的一般理化性质（在中性溶液中带负电荷），核酸的酸碱及溶解度性质核酸的一般理化性质（在中性溶液中带负电96核酸在波长260nm处有强烈的吸收，是由碱基的共轭双键所决定的。这一特性常用作核酸的定性和定量分析。一、核酸分子具有强烈的紫外吸收以A260/A280进行定性、定量DNA和RNA溶液中加入溴化乙锭(EB)，在紫外下发出荧光核酸在波长260nm处有强烈的吸收，是由碱基的共轭双键所97碱基的紫外吸收光谱碱基的紫外吸收光谱98DNA或RNA的定量A260=1.0相当于50μg/ml双链DNA(dsDNA)40μg/ml单链DNA(ssDNAorRNA)20μg/ml寡核苷酸确定样品中核酸的纯度

纯DNA:A260/A280=1.8 纯RNA:A260/A280=2.0紫外吸收的应用DNA或RNA的定量紫外吸收的应用99二、DNA变性是双链解离为单链的过程在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。定义DNA变性的本质是双链间氢键的断裂。二、DNA变性是双链解离为单链的过程在某些理化因素作用下，D100协同性的DNA解链高温或极端的pHDNA的变性核酸变性与蛋白质变性的本质一样，只涉及自身空间结构的变化，而不改变本身一级结构。协同性的DNA解链高温或极端的pHDNA的变性核酸变性与蛋白101部分变性DNA的电镜图像部分变性DNA的电镜图像102增色效应(hyperchromiceffect)：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。DNA解链时的紫外吸收变化增色效应(hyperchromiceffect)：DNA变103Thermaldenaturationofdouble-strandedDNAandRNA.Increases:25－40%.Increases:1.1%Thermaldenaturationofdouble104DNA的解链曲线连续加热DNA的过程中以温度相对于A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度。解链温度(meltingtemperature，Tm)DNA的解链曲线连续加热DNA的过程中以温度相对于A260值105G+C含量越高，解链温度就越高。解链曲线的变化TmvsGCContentFormulaforEvaluationGC%ofDNA:（G+C）%=(Tm-69.3)X2.44Marmur-Dotyformula（马默多蒂关系式）

G+C含量越高，解链温度就越高。解链曲线的变化Tmvs10660708090100110G+C(%oftotalnucleotides)Tm(oC)100806040200FormulaforEvaluationGC%ofDNA:（G+C）%=(Tm-69.3)X2.44Marmur-Dotyformula（马默多蒂关系式）

69.3TmvsGCContent607080107三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链当变性条件缓慢地除去后，两条解离的互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋结构，这一现象称为DNA复性(renaturation)。减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火(annealing)。三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链当变性条件缓慢地除去后，108生物化学-核酸的结构与功能课件109减色效应——hypochromiceffectRenaturationofDNAbyfastand

slowcooling.将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。变性的DNA缓慢冷却时可复性，因此又称为“退火”。退火温度＝Tm－25℃减色效应——hypochromiceffectRenatu110一般地,DNA复性最优温度为：Tm-25℃Nucleation——成核现象,晶核形成一般地,DNA复性最优温度为：Tm-25℃Nucleat111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，在适宜的条件可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。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(hybridization)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112核酸分子杂交Thedouble-strandednucleicacidproducedbyhybridizationiscalledahybrid（杂交体）.NucleicAcidsfromDifferentSpeciesCanFormHybridsHybrid——杂交体hybridduplex——杂化双链核酸分子杂交Thedouble-strandednucl113研究DNA分子中某一种基因的位置。监定两种核酸分子间的序列相似性。检测某些专一序列在待检样品中存在与否。Probetechniqueareaccessiblefordiagnosisofhereditarydiseasesandinvestigationoftumors.核酸分子杂交的应用研究DNA分子中某一种基因的位置。核酸分子杂交的应用114第五节

核酸酶

Nuclease第五节

核酸酶

Nuclease115依据底物不同分类DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：专一降解DNA。RNA酶(ribonuclease,RNase)：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：5´→3´或3´→5´核酸外切酶。核酸酶是指所有可以水解核酸的酶。依据底物不同分类核酸酶是指所有可以水解核酸的酶。1165’5’3’3’外切位点外切位点内切位点内切位点5’5’3’3’外切位点外切位点内切位点内切位点117参与DNA的合成、修复以及RNA的剪接。清除多余的、结构和功能异常的核酸，以及侵入细胞的外源性核酸。降解食物中的核酸。体外重组DNA技术中的重要工具酶。核酸酶的功能参与DNA的合成、修复以及RNA的剪接。核酸酶的功能118*核酶（ribozyme）*核酶（ribozyme）119核酶催化性DNA(DNAzyme)人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。催化性RNA(ribozyme)

作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。核酶催化性DNA(DNAzyme)人工合120生物化学-核酸的结构与功能课件121本章总结核酸包括DNA和RNA。DNA携带遗传信息，RNA参与遗传信息的复制与表达。核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸的基本结构。DNA为双链结构，RNA的结构以单链为主。DNA的二级结构为双螺旋结构。mRNA、tRNA、rRNA结构特点与功能。DNA的理化性质。本章总结核酸包括DNA和RNA。122思考题核酸分子的化学组成？DNA与RNA结构化学组成上的主要区别是什么？DNA的一级结构、二级结构及高级结构的定义？多聚核苷酸是通过什么方式将核苷酸相连而成的链状聚合物？DNA双螺旋结构的要点？（作业）影响双螺旋结构稳定性的主要因素？三种主要的RNA及其功能?DNA变性、核酸分子杂交，DNA的Tm值与其所含的G+C比例的关系？核酶的本质是什么？思考题核酸分子的化学组成？123生物化学-核酸的结构与功能课件124DNA是主要的遗传物质RNA也是遗传物质----烟草花叶病毒（tobaccomosaicvirus,TMV）Protein?Prion?蛋白质可以自我复制？可以遗传？DNA是遗传物质(Appendix1：)DNA是主要的遗传物质Prion?DNA是遗传物质(Ap125证明DNA是遗传物质的两大经典实验：实验一：1944年，Avery的经典试验证明细菌的遗传物质为DNA实验二：1952年，Hershey和Chase的经典试验证明T2噬菌体的遗传物质为DNA证明DNA是遗传物质的两大经典实验：实验一：1944年，126Neitherheat-killedS-typenorliveR-typebacteriacankillmice,butsimultaneousinjectionofbothcankillmicejustaseffectivelyastheliveS-type.实验一：细菌转化过程的核心是DNANeitherheat-killedS-typenor127TheDNAofS-typebacteriacantransformR-typebacteriaintothesameS-type.TheDNAofS-typebacteriacan128转化过程的核心是DNA转化过程的核心是DNA129ThegeneticmaterialofphageT2isDNA.实验二：T2噬菌体的遗传物质被证明是DNAThegeneticmaterialofphage130T2噬菌体的遗传物质被证明是DNA(捣碎实验)。T2噬菌体的遗传物质被证明是DNA(捣碎实验)。131EukaryoticcellscanacquireanewphenotypeastheresultoftransfectionbyaddedDNA.附：实验三：外加DNA使真核细胞获得了新的表型Eukaryoticcellscanacquirea132通过外加DNA，真核细胞获得了新的表型。注：由于历史的原因，在真核生物中操作这样的试验被称为转染(Transfection)，与细菌的转化相对应。通过外加DNA，真核细胞获得了新的表型。注：由于历史的原因，133已知生物及大多数病毒中的遗传物质是DNA。但是，有些病毒使用代替的核酸一RNA作位遗传物质。(尽管它的化学结构与DNA有一些细微的不同，但RNA能起到同样的作用。)因此，遗传物质的本质是核酸。事实上，除了RNA病毒以外，其遗传物质是DNA。小结：主要遗传物质是DNA已知生物及大多数病毒中的遗传物质是DNA。小结：主要遗传物质134第2章

核酸的结构与功能StructureandFunctionofNucleicAcid第2章

核酸的结构与功能StructureandFun135主要内容第一节核酸的化学组成及其一级结构第二节DNA的空间结构与功能第三节RNA的结构与功能第四节核酸的理化性质第五节核酸酶主要内容第一节核酸的化学组成及其一级结构136137学习指导重点：1.核酸的化学组成；2.DNA的一级结构与二级结构；3.RNA的主要类型及功能；4.核酸的理化性质。难点：1.真核生物染色体的结构.2.核酸的理化性质。进展：

1.核酶的发现及其重要的生物学意义.23:05:143学习指导重点：06:54:30137第一节核酸的化学组成及其一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid第一节138核酸(nucleicacid)

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。核酸是遗传信息的载体(Appendix1：)核酸(nucleicacid)是以核苷酸为基本组成单1391868年FridrichMiescher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。核酸研究的发展简史1868年FridrichMiescher从脓细胞中提140核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体

分布于细胞核、细胞质、线粒体(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。是DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体分布于细胞核、细胞质141一、核酸分子（DNA和RNA）的化学组成NucleicAcid(NA)

Polynucleotidechain(polyNt)Nucleotide(Nt)basicunitMono-phosphate(Mp)Nucleoside(Ns)Deoxy-ribose(Ribose

)BasePurin(pu)Pyrimidine(py)Adenine(A)Thymine(T)

Guanine(G)Uracil(U)

Cytosine(C)DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是核苷酸。核酸核苷酸磷酸（脱氧）核苷戊糖碱基脱氧核糖（核糖）嘌呤嘧啶一、核酸分子（DNA和RNA）的化学组成142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)核苷酸是构成核酸的基本组成单位碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中仅存在于RNA中仅存在于DNA中碱基(base)是含氮的杂环化合物。碱基分子组成碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖(ribose)143嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A144嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)仅存在于RNA中仅存在于DNA中嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,145D-2-脱氧核糖D-核糖脱氧核糖(deoxyribose)（构成DNA）核糖(ribose)（构成RNA）戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖脱氧核糖(deoxyribose)（146嘌呤N-9或嘧啶N-1与（脱氧）核糖C-1通过β-N-糖苷键相连形成（脱氧）

核苷[(deoxy)ribonucleoside]（脱氧）核苷NNNN9NH2O(O)HOHHHHCH2OHH1'2'糖苷键核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)嘌呤N-9或嘧啶N-1与（脱氧）核糖C-1通过β-N-糖苷147核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucl148多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸149环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。cAMP核苷酸衍生物环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。150AdenineNucleotidesAreComponentsofManyEnzyme

CofactorsCoenzymeA(CoA)functionsinacylgrouptransferreactions.AdenineNucleotidesAreCompon151二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5的α-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键(phosphodiesterbond)。

多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大1525´-末端3´-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键5´-末端3´-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键153交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)。DNA链的方向是5→3交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)154三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子RNA也是多个核苷酸分子通过酯化反应形成的线性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子RNA也155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四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序定义5′端3′端CGA四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序156DNA一级结构：核苷酸排列顺序组成：4种dNMP（dAMP，dGMP，dCMP，dTMP）连接方式：3’,5’-磷酸二酯键连接5’-ACGTA-3’,ACGTA,或5’pApCpGpTpA-OH3’形态：4种dNMP排列为特定的多核苷酸长链书写方法：DNA一级结构：核苷酸排列顺序组成：4种dNMP（dAMP157核酸分子大小表示：碱基(base或kilobase)数目。小的核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。DNA和RNA的区别核糖G、C、A、URNA脱氧核糖G、C、A、TDNA碱基核糖核酸核酸分子大小表示：碱基(base或kilobase)数目。158小结核酸包括DNA和RNA。DNA携带遗传信息，RNA参与遗传信息的复制与表达。核酸的基本组成单位是核苷酸。核酸的基本结构。小结核酸包括DNA和RNA。159生物化学-核酸的结构与功能课件160第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA第二节161核酸分子的空间结构一级结构；DNA分子的核苷酸组成与排列（sequence）1977F.Sangerφχ174的全序列分析二级结构；D.S.DNADoubleHelixmodelA,B,Z….,Linear,circle…T.S.DNA(TriplexStrands)Tet.SDNA(TetraplexStrands)superhelixDNA(Negative,Positive)三级结构；（高级结构）核酸分子的空间结构一级结构；DNA分子的核苷酸组成与排列（162DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystructure)和高级结构。DNA的空间结构(spatialstructure)构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystru163一、DNA的主要二级结构：右手双螺旋Crick,Watson,1953一、DNA的主要二级结构：右手双螺旋Crick,Watso164Chargaff规则：DNA的碱基组成中[A]=[T]，[G]=[C]获得了高质量的DNA分子的X射线衍射照片。提出了DNA分子双螺旋结构(doublehelix)模型。1952年年末Franklin和Wilkins拍到了一张十分清晰的DNA结晶X衍射照片沃森（1928～）克里克(1916~2004)威尔金斯(1916～)富兰克林(1920~1958)碱基的理化数据分析：A-T，C-G配对合理。（一）DNA双螺旋结构的研究背景Chargaff规则：DNA的碱基组成中[A]=[165DNA碱基组成——查格夫法则不同种属DNA的4种碱基组成不同；同一种属、不同组织DNA具有相同的碱基组成；给定种属DNA的碱基组成不随机体的年龄、营养状态和环境变化而改变；无论种属如何，其细胞DNA中总有A=T，G=C，即有A+G=T+C。DNA碱基组成——查格夫法则不同种属DNA的4种碱基组成不同166生物化学-核酸的结构与功能课件167AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大肠杆菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04结核杆菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01猪29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物来源DNA碱基组分和相对比例查格夫法则：A=T,G=C，这一规律暗示A与T，G与C相互配对的可能性，为Watson和Crick提出DNA双螺旋结构提供了重要依据。AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大肠杆菌26.024.9168两条链呈反向平行(anti-parallel)，右手螺旋(right-handed)。直径为2nm，螺距为3.4nm。亲水性骨架位于外侧，疏水的碱基位于内侧。表面：一大沟(majorgroove)和一小沟(minorgroove)。Crick,Watson,1953（二）DNA双螺旋结构模型要点1.DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构两条链呈反向平行(anti-parallel)，右手螺旋(r169亲水性的骨架位于双链的外侧。疏水性的碱基位于双链的内侧。骨架与碱基亲水性的骨架位于双链的外侧。骨架与碱基170碱基配对关系称为互补碱基对(complementarybasepair)。(A与T,G与C分别以两对和三对氢键配对)DNA的两条链则互为互补链(complementarystrand)。碱基对平面与螺旋轴垂直。鸟嘌呤/胞嘧啶鸟嘌呤/胞嘧啶腺嘌呤/胸腺嘧啶腺嘌呤/胸腺嘧啶2.DNA双链之间形成了互补碱基对碱基配对关系称为互补碱基对(complementaryba171大沟与小沟大沟与小沟172氢键维持双链横向稳定性；疏水性的碱基堆积力(basestackinginteraction)维持双链纵向稳定性。碱基堆积作用力3.疏水作用力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。氢键维持双链横向稳定性；疏水性的碱基堆积力(basesta173双螺旋结构模型提供了DNA复制的机制双螺旋结构模型提供了DNA复制的机制174DNA二级结构DNA二级结构175（三）DNA双螺旋结构的多样性（三）DNA双螺旋结构的多样性176通常富含G+C的DNA比G+C含量少的DNA稳定阳离子（如Mg2+）或DNA结合蛋白质的结合可增加DNA的稳定性通常富含G+C的DNA比G+C含量少的DNA稳定177旋向螺距(nm)碱基数（每圈）螺旋直径（nm）骨架走行存在条件A型右手2.3112.5平滑体外脱水B型右手3.4102.3平滑DNA生理条件Z型左手4.5121.8锯齿型CG序列三种DNA构型的比较旋向螺距碱基数螺旋直径骨架存在条件A型右手2.3112.5平178（四）DNA的多链螺旋结构在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被质子化，可与鸟嘌呤的N-7原子形成氢键；同时，胞嘧啶的N-4的氢原子也可与鸟嘌呤的O-6形成氢键，这种氢键被称为Hoogsteen氢键。Hoogsteen氢键Hoogsteen氢键，不破坏Watson-Crick氢键，由此形成了C＋GC的三链结构(triplex)。（四）DNA的多链螺旋结构在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子179三链结构三链结构180H-DNA的结构：DNA三股螺旋结构常出现在DNA复制、转录、重组的起始位点或调节位点，如启动子区。第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。H-DNA的结构：DNA三股螺旋结构常出现在DNA复制、转录181鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(tetraplex)。四链结构鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(te182真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形成了折叠的四链结构。真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形183DNA超螺旋结构（superhelix或supercoil）DNA双螺旋链再盘绕正超螺旋（positivesupercoil）：盘绕方向与双螺旋方向相同负超螺旋（negativesupercoil）：盘绕方向与双螺旋方向相反意义：DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。二、DNA的高级结构是超螺旋结构DNA超螺旋结构（superhelix或supercoil）184生物化学-核酸的结构与功能课件185（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构原核生物DNA多为环状，186DNA超螺旋结构的电镜图象DNA超螺旋结构的电镜图象187（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构真核生物DNA以非常有序的形式存在于细胞核内。在细胞周期的大部分时间里，DNA以松散的染色质(chromatin)形式存在，在细胞分裂期，则形成高度致密的染色体(chromosome)。（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的结构真核生物DNA188DNA染色质呈现出的串珠样结构。染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。DNA染色质的电镜图像DNA染色质呈现出的串珠样结构。DNA染色质的电镜图像189DNA：约200bp

组蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小体的组成DNA：约200bp核小体的组成190核小体串珠样的结构核小体串珠样的结构191双链DNA的折叠和组装双链DNA的折叠和组装192DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直径只有为数微米的细胞核内。DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直193真核生物的染色体真核生物的染色体194DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。三、DNA是遗传信息的物质基础DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和195第三节

RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNA第三节

RNA的结构与功能Structureand196RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。RNA比DNA小的多。RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。结构特点RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。结构特点197RNA的种类、分布、功能微RNAmicroRNA翻译调控RNA的种类、分布、功能微RNA198信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白质的模板。不均一核RNA(hnRNA)含有内含子(intron)和外显子(exon)。外显子是氨基酸的编码序列，而内含子是非编码序列。hnRNA经过剪切后成为成熟的mRNA。一、mRNA是蛋白质合成中的模板信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋199hnRNA内含子(intron)mRNAmRNA成熟过程

外显子(exon)hnRNA内含子mRNAmRNA成熟过程外显子200从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码(codon)。成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。5-末端的帽子(cap)结构和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)结构。成熟的真核生物mRNA从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联201帽子结构:m7GpppNm（一）大部分真核细胞mRNA的5'末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷为起始结构mRNA的帽结构可以与帽结合蛋白(capbindingprotein，CBP)结合。帽子结构:m7GpppNm（一）大部分真核细胞mRNA的5'202加帽过程加帽过程203真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段长短不一的聚腺苷酸。（二）在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸结构真核生物的mRNA的3-末端转录后加上一段长短不一的聚腺204加尾过程加尾过程205mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控帽子结构和多聚A尾的功能mRNA核内向胞质的转位帽子结构和多聚A尾的功能206（三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成从mRNA分子5'末端起的第一个AUG开始，每3个核苷酸为一组称为密码子(codon)或三联体密码(tripletcode)。AUG被称为起始密码子；决定肽链终止的密码子则称为终止密码子。位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列称为开放阅读框(openreadingframe,ORF)，决定了多肽链的氨基酸序列。（三）mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成从207（四）mRNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程卵清蛋白mRNA的成熟（四）mRNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程卵清蛋白mRN208转运RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体,将氨基酸转呈给mRNA。由74～95核苷酸组成；占细胞总RNA的15%；具有很好的稳定性。二、tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体转运RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白质合209（一）tRNA中含有多种稀有碱基（一）tRNA中含有多种稀有碱基210tRNA具有局部的茎环(stem-loop)结构或发卡(hairpin)结构。（二）tRNA具有茎环结构tRNA的二级结构——三叶草形氨基酸臂DHU环反密码环TψC环附加叉74-95nttRNA具有局部的茎环(stem-loop)结构或发卡(ha211

NucleotidesequenceofyeasttRNAAla.

(Thisstructurewasdeducedin1965byRobertW.Holleyandhiscolleagues)TransferRNAs:Nucleotidesequenceofyeas212tRNA的倒L三级结构tRNA的倒L三级结构213tRNA的3-末端都是以CCA结尾。3-末端的A与氨基酸共价连结，tRNA成为了氨基酸的载体。不同的tRNA可以结合不同的氨基酸。（三）tRNA的3-末端连接氨基酸tRNA的3-末端都是以CCA结尾。（三）tRNA的3-214tRNA的反密码子环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子(anticodon)。tRNA上的反密码子依照碱基互补的原则识别mRNA上的密码子。（四）tRNA的反密码子识别mRNA的密码子tRNA的反密码子环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子(an215核蛋白体RNA(ribosomalRNA，rRNA)是细胞内含量最多的RNA(>80％)。rRNA与核蛋白体蛋白结合组成核蛋白体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。三、