生物化学与原理核酸培训课件

生物化学与原理核酸1.1核酸的种类、分布和化学组成1.2DNA的结构1.3RNA的结构1.4核酸的性质2生物化学与原理核酸1.1核酸的种类、分布和化学组成3生物化学与原理核酸核酸(nucleicacid)

是多个核苷酸(nucleotide)的线性多聚体，携带和传递遗传信息。4生物化学与原理核酸肺炎双球菌转化实验S型：平滑型、有毒性、有荚膜（多糖）——保护自身，抵抗宿主的免疫系统，进而使宿主死亡R型：粗糙型、无毒性、无荚膜肺炎双球菌Grifths’experiment(1928)有毒性的平滑（右）无毒性的粗糙型（左）5生物化学与原理核酸S型6生物化学与原理核酸R型7生物化学与原理核酸S型8生物化学与原理核酸R型9生物化学与原理核酸Avery的离体实验10生物化学与原理核酸注入宿主的细菌类型细菌特征宿主感染后反应R（粗糙型）无荚膜存活S（平滑型）有荚膜死亡热致死S存活热致死S+活的R死亡热致死S中的DNA+活的R死亡实验分五种不同的处理方式，如下表所示：实验表明：高温杀死的S型球菌中有一种物质或称转化因子进入R球菌中，使其转变成S型球菌。11生物化学与原理核酸OswaldTheodoreAvery(1877-1955)

Avery等人于1944年在离体条件下完成了Grifths发现的转化过程，证明遗传的物质基础是DNA而不是蛋白质。12生物化学与原理核酸一、核酸的种类和分布

(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸

核糖核酸携带遗传信息参与细胞内DNA遗传信息的表达（蛋白质的合成）。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。真核生物：细胞核、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质细菌：质粒DNA细胞质（主要）、细胞核（核仁）13生物化学与原理核酸信使RNA（messengerRNA，mRNA)：约占细胞总RNA的5％在蛋白质合成中起着模板作用核糖体RNA（ribosoalRNA，rRNA）：约占细胞总RNA的80％与蛋白质结合构成核糖体，是合成蛋白质的场所转移RNA（transferRNA，tRNA）：约占细胞总RNA的10％～15％在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用RNA叶绿体、线粒体中也有各自与细胞质不同的mRNA、tRNA和rRNA.14生物化学与原理核酸15生物化学与原理核酸二、核酸的化学组成核酸核苷酸(碱基－戊糖－磷酸)磷酸核苷(碱基－戊糖)核糖或脱氧核糖(戊糖)嘌呤或嘧啶(碱基)糖苷键磷酸酯键16生物化学与原理核酸1、戊糖为了与碱基分子中的原子编号相区别，戊糖的碳原子编号都要加上“´”，如1´，5´，2´等均表示核糖上的某个原子。核糖脱氧核糖D-2-脱氧核糖D-核糖β-D-核糖的呋喃糖形式β-D-2-脱氧核糖的呋喃糖形式17生物化学与原理核酸2、碱基p137嘌呤(purine)

嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤稀有碱基(修饰碱基)—甲基化碱基嘧啶环嘌呤环18生物化学与原理核酸嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)6-氨基嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)2-氨基-6-氧基嘌呤19生物化学与原理核酸嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)2,4-二氧基嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)2,4-二氧基-5-甲基嘧啶20生物化学与原理核酸21生物化学与原理核酸核苷：A,G,U,C脱氧核苷：dA,dG,dT,dC3、核苷(ribonucleoside)核糖（脱氧核糖）的苷羟基与碱基的亚氨基脱水缩合形成糖苷键(C-N键)。嘧啶核苷：

C1-N1嘌呤核苷：C1-N922生物化学与原理核酸91´11´23生物化学与原理核酸核糖核苷的糖环上有3个自由羟基，可以酯化分别生成2´-，3´-和5´-三种核苷酸。5'-核苷酸3'-核苷酸2'-核苷酸25生物化学与原理核酸3'-脱氧核苷酸脱氧核糖核苷的糖环上只有2个自由羟基，只能生成3´-和5´-脱氧核苷酸。生物体内游离存在的是5´-核苷酸，构成核酸大分子的也是5´-核苷酸。5'-脱氧核苷酸26生物化学与原理核酸表：构成核酸的核苷酸

DNARNA腺嘌呤(adenine,A)腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP）腺嘌呤核苷酸(AMP)鸟嘌呤(guanine,G)鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP)鸟嘌呤核苷酸(GMP)胞嘧啶(cytosine,C)胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)胞嘧啶核苷酸(CMP)胸腺嘧啶(thymine,T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)尿嘧啶(uracil,U)尿嘧啶核苷酸(UMP)说明：mono-:单一,deoxy-:脱氧27生物化学与原理核酸28生物化学与原理核酸NucleosidesandNucleotides腺嘌呤核苷鸟嘌呤核苷胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷5´-腺嘌呤核苷酸5´-鸟嘌呤核苷酸5´-胞嘧啶核苷酸5´-尿嘧啶核苷酸核苷和核苷酸29生物化学与原理核酸①核酸中的稀有核苷酸常以其核苷的形式表示，常见的甲基化修饰基团以“m”（methy－）表示；②修饰基团在碱基上的写在碱基符号左方，修饰基团在核糖上的写在碱基符号右方；③修饰基团数写在其右下角，修饰位置写在右上角。例如表示腺苷碱基6位有两个甲基，即N6,N6-二甲基腺苷表示鸟苷的2位有2个甲基，第7位有一个甲基，共三个甲基ψ

表示假尿嘧啶核苷(Pseudo-Uridin)DHU

表示二氢尿嘧啶核苷(Dihydro-Uridin)

稀有核苷酸30生物化学与原理核酸31生物化学与原理核酸5、细胞内的游离核苷酸及其衍生物p140①多磷酸核苷酸

核苷酸在5'-磷酸上进一步磷酸化形成的多磷酸化合物为多磷酸核苷酸。

ADP、ATP：带有高能酸酐键，常参与细胞代谢能量转换

GTP、CTP、UTP：在某些生化反应中也具有传递能量的作用

UDP、ADP、GDP：是多糖合成中葡萄糖基的载体

CDP：参与甘油的生物磷脂合成32生物化学与原理核酸表：常见的多磷酸核苷酸

核苷二磷酸(NMP)三磷酸核苷(NTP)腺嘌呤(adenine,A)腺苷二磷酸(ADP)三磷酸腺苷(ATP)鸟嘌呤(guanine,G)鸟苷二磷酸(GDP)三磷酸鸟苷(GTP)胞嘧啶(cytosine,C)胞苷二磷酸(CDP)三磷酸胞苷(CTP)胸腺嘧啶(thymine,T)

胸苷二磷酸(TDP)三磷酸胸苷(TTP)尿嘧啶(uracil,U)尿苷二磷酸(UDP)三磷酸尿苷(UTP)说明：di--:二的,tri-:三的33生物化学与原理核酸多磷酸核苷酸的相互转换34生物化学与原理核酸多磷酸核苷酸的相互转换35生物化学与原理核酸②环化核苷酸

cAMP、cGMP：是细胞功能的调节分子和信号分子(称之“第二信使”)第一信使：激素本身是第一信使。激素是多细胞生物在细胞间传递信息的一种化学信使。

第二信使：将细胞外信息传递到细胞内的物质，在生物体内具有广泛的调节作用。3