第一章 核酸的结构与功能

第一章核酸的结构与功能第1页，课件共131页，创作于2023年2月1．教学基本要求：

掌握核酸分子DNA和RNA的基本结构、基本功能、一般理化特性。2．教学内容：第一节核酸的种类、分布与功能一核酸的生物学功能二核酸的种类和分布三核酸的化学组成第二节核酸的分子结构

一DNA的分子结构二RNA的分子结构第三节核酸的理化性质及其应用一核酸的一般性质二核酸的紫外吸收性质三核酸的变性、复性和分子杂交3．主要知识点、重点与难点①主要知识点：核酸分子DNA和RNA的基本结构、核酸分子的化学组成、DNA分子的双螺旋结构、DNA和RNA的基本功能、DNA和RNA的一般理化特性。②重点与难点：核酸分子的化学组成、核酸的分子结构。第2页，课件共131页，创作于2023年2月引言核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，它不仅对于生命的延续，生物物种遗传特性的保持，生长发育，细胞分化等起着重要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。因此，核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。第3页，课件共131页，创作于2023年2月核酸的发现

1868年，瑞士的内科医生FriedrichMiescher从外科医院包扎伤口的绷带上的脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为核素(nuclein)；后来他又从鲑鱼精子中分离出类似的物质，并指出它是由一种碱性蛋白质与一种酸性物质组成的，此酸性物质即是现在所知的核酸(nucleicacid)。第4页，课件共131页，创作于2023年2月第5页，课件共131页，创作于2023年2月核酸的早期研究

1.1944年OswaldAvery,ColinMacleod和MaclynMcCarty发现，一种有夹膜、表面光滑、具致病性的肺炎球菌中提取的核酸DNA(deoxyribonucleicacid,脱氧核糖核酸)，可使另一种无夹膜，表面粗糙、不具致病性的肺炎球菌的遗传性状发生改变，转变为有夹膜，具有致病性的肺炎球菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。该项实验彻底纠正了蛋白质携带遗传信息这一错误认识，确立了核酸是遗传物质的重要地位。（1928年，Grifths，发现没解释）第6页，课件共131页，创作于2023年2月第7页，课件共131页，创作于2023年2月2.DNA遗传作用的进一步肯定来自AlfredHershey和MarthaChase对一个感染大肠杆菌的病毒的研究，即用放射性同位素32P标记噬菌体DNA，35S标记其蛋白质外壳，再用标记的噬菌体去感染培养的大肠杆菌，结果发现进入细菌体内，使细菌生长、繁殖发生变化的是32P标记的DNA，而不是35S标记的蛋白质，并且新繁殖生成的噬菌体不含35S，只含32P。第8页，课件共131页，创作于2023年2月第9页，课件共131页，创作于2023年2月DNA双螺旋结构模型的建立

1953年Watson和Crick创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA复制(replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性，为遗传学进入分子水平奠定了基础，成为现代分子生物学发展史上最为辉煌的里程碑。第10页，课件共131页，创作于2023年2月第11页，课件共131页，创作于2023年2月生物技术的兴起后来的研究又发现了另一类核酸RNA(ribonucleicacid,核糖核酸)，RNA在遗传信息的传递中起着重要的作用。从此，核酸研究的进展日新月异，如今，由核酸研究而产生的分子生物学及其基因工程技术已渗透到医药学、农业、化工等领域的各个学科，人类对生命本质的认识进入了一个崭新的天地。第12页，课件共131页，创作于2023年2月第13页，课件共131页，创作于2023年2月人类基因组计划开辟了生命科学新纪元始于1990年的人类基因组计划于2000.年提前完成，科学家们提出了后基因组时代（postgenomeera）的设想，于是产生了功能基因组学（functionalgenomics）和结构基因组学（structuralgenomics）的新学科。由于基因产物需要经过一系列加工修饰才能执行功能，基因产物间的相互作用十分复杂，这些过程只从基因组本身进行研究是不足以揭示细胞功能的，因此又提出了蛋白质组学（proteomics）和RNA组学（RNomics）的计划。第14页，课件共131页，创作于2023年2月第一节核酸的种类、分布和功能一、核酸的生物学功能1、DNA是遗传物质的基础，控制蛋白质的生物合成；2、mRNA作为模板指导蛋白质的合成，传递DNA的遗传信息；

tRNA是转运工具，携带活化的氨基酸到正确位置；

rRNA是蛋白质合成的场所。第15页，课件共131页，创作于2023年2月二核酸的种类和分布

核酸分为两大类：◎脱氧核糖核酸（DNADeoxyribonucleicAcid）◎核糖核酸（RNARibonucleicAcid）第16页，课件共131页，创作于2023年2月DNA分子含有生物物种的所有遗传信息，分子量一般都很大。DNA为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构（原核生物）。（一）脱氧核糖核酸（DNA）第17页，课件共131页，创作于2023年2月（二）核糖核酸（RNA）RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多，RNA为单链分子。RNA的类别（根据RNA的功能）mRNAtRNArRNA80年代以来，新发现如核酶、反义RNA第18页，课件共131页，创作于2023年2月1.mRNA(信使RNA)

MessengerRNA约占总RNA的5%。不同细胞的mRNA的链长和分子量差异很大。它的功能是将DNA的遗传信息传递到蛋白质合成基地–核糖核蛋白体。第19页，课件共131页，创作于2023年2月2.tRNA(转移RNA)

TransferRNA约占总RNA的10-15%。它在蛋白质生物合成中起翻译氨基酸信息，并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体的作用。已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。tRNA分子的大小很相似，链长一般在73-78个核苷酸之间。第20页，课件共131页，创作于2023年2月3.rRNA(核糖体RNA)

RibosomeRNA约占全部RNA的80%，是核糖核蛋白体的主要组成部分。rRNA的功能与蛋白质生物合成相关。第21页，课件共131页，创作于2023年2月核酸的分布DNA：真核生物主要分布在细胞核中，与组蛋白结合，以染色体形式存在；线粒体、叶绿体中有少量DNA。RNA：主要存在于细胞质中，细胞核、叶绿体、线粒体中有少量RNA。第22页，课件共131页，创作于2023年2月三、核酸的化学组成1、核苷酸核酸（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。核苷酸本身由核苷和磷酸组成,而核苷则由戊糖和碱基形成DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。第23页，课件共131页，创作于2023年2月核酸的基本组成单位—核苷酸组成核酸的基本元素：C、H、O、N、P，以P含量稳定（9%-10%）戊糖、磷酸、含氮碱基核酸单核苷酸磷酸核苷戊糖碱基第24页，课件共131页，创作于2023年2月（1）碱基DNA中的碱基：腺嘌呤（A），鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)RNA中的碱基：腺嘌呤(A)，鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，尿嘧啶(U)（稀有碱基）第25页，课件共131页，创作于2023年2月第26页，课件共131页，创作于2023年2月碱基的结构特征碱基都具有芳香环的结构特征。嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。第27页，课件共131页，创作于2023年2月（2）戊糖：β-D－核糖组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。第28页，课件共131页，创作于2023年2月第29页，课件共131页，创作于2023年2月（3）核苷nucleoside糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键。AdenosineGuanosineCytidineUridine第30页，课件共131页，创作于2023年2月（4）核苷酸nucleotide核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷。第31页，课件共131页，创作于2023年2月第32页，课件共131页，创作于2023年2月两类核酸在分子组成上的异同点RNADNA组分磷酸磷酸戊糖核糖脱氧核糖碱基嘌呤嘧啶AGUCT第33页，课件共131页，创作于2023年2月(5)修饰成分核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。第34页，课件共131页，创作于2023年2月第35页，课件共131页，创作于2023年2月第36页，课件共131页，创作于2023年2月2．核苷酸的衍生物(1)多磷酸核苷酸(2)环化核苷酸(3)辅酶类核苷酸第37页，课件共131页，创作于2023年2月ATP(腺苷三磷酸)ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：第38页，课件共131页，创作于2023年2月A腺苷碱基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷二磷酸（ADP）P～腺苷三磷酸（ATP）O磷酸核苷酸第39页，课件共131页，创作于2023年2月ATP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。第40页，课件共131页，创作于2023年2月

GTP(鸟苷三磷酸)GTP是生物体内游离存在的另一种重要的核苷酸衍生物。它具有ATP类似的结构,也是一种高能化合物。GTP主要是作为蛋白质合成中磷酰基供体。在许多情况下,ATP和GTP可以相互转换。

第41页，课件共131页，创作于2023年2月cAMP和cGMP（环化）cAMP(3’,5’-环腺嘌呤核苷一磷酸)和cGMP(3’,5’-环鸟嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作为细胞之间传递信息的信使。cAMP和cGMP的环状磷酯键是一个高能键。在pH7.4条件下,cAMP和cGMP的水解能约为43.9kj/mol，比ATP水解能高得多。第42页，课件共131页，创作于2023年2月第43页，课件共131页，创作于2023年2月辅酶类核苷酸一些核苷酸和核苷酸衍生物是重要辅酶或辅基的组成成分。第44页，课件共131页，创作于2023年2月第二节核酸的分子结构DNA的分子结构RNA的分子结构

第45页，课件共131页，创作于2023年2月一、

DNA的分子结构（一）DNA的一级结构1.DNA是dAMP、dGMP、dCMP、dTMP通过3’、5’-磷酸二酯键连接起来的线形或环形多聚体。书写第46页，课件共131页，创作于2023年2月2.DNA一级结构的不均一性重复序列★反向重复（回文序列）★镜象重复（mirrorrepeat)第47页，课件共131页，创作于2023年2月★高度重复序列（highrepetivesequence,sateliteDNA，SSR)2-10bp/copy105-106copies/genome多为串联重复排列（tandemrepeats)分布于着丝点、端粒区、结构基因两侧★中度重复序列（middlerepetitivesequence)0.1-1Kb/copy10-104copies/genome多为间隔重复rDNA\tDNA\Histonegenecluster★低拷贝重复：基因家族★单拷贝序列（singlecopysequence)第48页，课件共131页，创作于2023年2月3.多聚核苷酸多聚核苷酸是通过核苷酸的5’-磷酸基与另一分子核苷酸的C3’-OH形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA链；由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNA链。第49页，课件共131页，创作于2023年2月多聚核苷酸的特点在多聚核苷酸中，两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键通常称为5′—3′磷酸二酯键。多聚核苷酸链一端的C5′带有一个自由磷酸基，称为5′-磷酸端（常用5’-P表示）；另一端C3’带有自由的羟基，称为3′-羟基端（常用3’-OH表示）。多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。(原则)第50页，课件共131页，创作于2023年2月磷酸二酯键与多核苷酸链注意链的方向性3’末端5’末端第51页，课件共131页，创作于2023年2月多聚核苷酸链的表示方法在多聚核苷酸（DNA或RNA）链中，由于构成核苷酸单元的戊糖和磷酸基是相同的，体现核苷酸差别的实际上只是它所带的碱基，所以多聚核苷酸链结构也可表示为：线条式缩写线条式缩写

第52页，课件共131页，创作于2023年2月在讨论有关核酸问题时，一般只关心其中碱基的种类和顺序，所以上式可以进一步简化为：字母式缩写5′PAPCPGPCPTPGPTPA3′

5′ACGCTGTA3′字母式缩写第53页，课件共131页，创作于2023年2月（二）DNA的高级结构1、DNA碱基组成的Chargaff

规律（1950年）a.所有生物的DNA中，A=T，G=C且A+G=C+T。b.DNA的碱基组成具有种的特异性。来自不同种生物的DNA碱基组成不同，而且种系发生愈接近的生物其碱基组成也愈接近。c.DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。d.年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成。第54页，课件共131页，创作于2023年2月第55页，课件共131页，创作于2023年2月2、DNA的二级结构1953年，J.Watson和F.Crick在前人研究工作的基础上，根据DNA结晶的X-衍射图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测。在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。第56页，课件共131页，创作于2023年2月第57页，课件共131页，创作于2023年2月第58页，课件共131页，创作于2023年2月(1)DNA双螺旋结构的特点DNA分子由两条DNA单链组成。DNA的双螺旋结构是分子中两条DNA单链之间基团相互识别和作用的结果。双螺旋结构是DNA二级结构的最基本形式。第59页，课件共131页，创作于2023年2月DNA双螺旋结构的要点（B-DNA）①DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。第60页，课件共131页，创作于2023年2月②螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′。第61页，课件共131页，创作于2023年2月③疏水的嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，亲水的磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。大沟和小沟交替出现。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90°。第62页，课件共131页，创作于2023年2月④螺旋横截面的直径约为2nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈）高度为3.4nm。第63页，课件共131页，创作于2023年2月示意图ATGC第64页，课件共131页，创作于2023年2月⑤两条DNA链相互结合以及形成双螺旋的力是链间的碱基对所形成的氢键。碱基的相互结合具有严格的配对规律，即腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合，这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。第65页，课件共131页，创作于2023年2月第66页，课件共131页，创作于2023年2月2．DNA双螺旋的稳定性DNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。第67页，课件共131页，创作于2023年2月稳定双螺旋结构的因素①碱基堆积力形成疏水环境，可免受水溶性活性小分子的攻击。即由于双螺旋结构内部形成的疏水区，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响。（主要因素）。②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，降低了DNA链之间的排斥力、范德华引力等。有助于DNA稳定。第68页，课件共131页，创作于2023年2月3.DNA二级结构的多态性

A-、B-、Z-DNA的比较相对湿度92%：B—DNA相对湿度75%：A—DNA。双螺旋DNA的结构参数类型旋转方向螺旋直径（nm）螺距（nm）每转碱基对数目碱基对间垂直距离（nm）碱基对与水平面倾角A－DNAB－DNAZ－DNA右右左2.02.31.82.83.44.51110120.2550.340.2720º0º7º第69页，课件共131页，创作于2023年2月（1）B型结构（典型的Watson-Crick双螺旋DNA)两条链反向平行，右手双螺旋碱基在内（A＝T，G≡C）碱基平面垂直于螺旋轴，戊糖在外每圈螺旋10.4个碱基对螺距：3.32nm

2.0nm小沟大沟第70页，课件共131页，创作于2023年2月（2）A型结构右手双螺旋，外形粗短。RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。碱基平面倾斜20º，螺旋变粗变短，螺距2～3nm。（3）Z型结构左手螺旋，外形细长，只有小沟。天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。第71页，课件共131页，创作于2023年2月第72页，课件共131页，创作于2023年2月4、

三股螺旋DNAK.Hoogsteen，1963年通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合。★第一股是寡嘧啶，中间是寡嘌呤，第三股可以是寡嘧啶或寡嘌呤★第三股与寡嘌呤之间同向平行，并按Hoogsteen配对T=A:A,C≡G：C+T=A:TC≡G：G第73页，课件共131页，创作于2023年2月★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。第74页，课件共131页，创作于2023年2月第75页，课件共131页，创作于2023年2月（三）DNA的三级结构第76页，课件共131页，创作于2023年2月第77页，课件共131页，创作于2023年2月第78页，课件共131页，创作于2023年2月(四)DNA与蛋白质复合物的结构——染色体的结构1、病毒组成：核酸、蛋白、脂类、糖类基因组：单链或双链的DNA（或RNA），多数环状形状：丝状、多面体状2、细菌染色体的结构——（拟核，nucleoid)细菌基因组多数为双链环状DNA，与碱性蛋白、RNA结合，形成带有无数突环的刷状染色体第79页，课件共131页，创作于2023年2月第80页，课件共131页，创作于2023年2月3、真核生物染色体的结构染色质、染色体核小体（nucleosome):线状DNA与组蛋白结合，两端不能自由转动，形成核小体。真核生物中染色质的主要成分是DNA和组蛋白，染色质的基本结构单位是核小体。串珠状结构进一步卷曲形成螺线管，后者再进一步卷曲形成超螺旋管，形成染色单体。组蛋白：H2A、H2B、H3、H4第81页，课件共131页，创作于2023年2月核小体H1组蛋白组蛋白八聚体第82页，课件共131页，创作于2023年2月第83页，课件共131页，创作于2023年2月第84页，课件共131页，创作于2023年2月第85页，课件共131页，创作于2023年2月第86页，课件共131页，创作于2023年2月二、RNA的分子结构

（一）RNA的一级结构◎由AMP、GMP、CMP、UMP通过3’、5’磷酸二酯键形成的线形多聚体。◎RNA一级结构研究最多的是tRNA、rRNA以及一些小分子的rRNA第87页，课件共131页，创作于2023年2月1.RNA一级结构特点（1）碱基组成A、G、C、U（A＝U/G≡C）,RNA的U替代DNA中的T，此外，RNA中常有一些稀有碱基，稀有碱基较多，稳定性较差，易水解；组成RNA的戊糖是核糖（2）多为单链结构，少数局部形成螺旋（3）分子较小（4）分类mRNAtRNArRNA第88页，课件共131页，创作于2023年2月tRNA约占总RNA的10-15%，分子最小。它在蛋白质生物合成中起翻译mRNA信息，并将相应的氨基酸转运到核糖体，参与蛋白质体的合成。已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。tRNA分子的一级结构具有以下特点：除四种基本碱基外还含有较多稀有碱基，分子量25000左右，大约由70－90个核苷酸组成，沉降系数为4S左右。分子中含有较多的修饰成分。3‘-末端都具有CpCpAOH的结构，5‘-末端大多为pG或pC。第89页，课件共131页，创作于2023年2月mRNA约占总RNA的3%-5%，含量最少，种类最多。成熟mRNA不含内含子，hnRNA含有。mRNA从DNA转录遗传信息，并作为蛋白质合成的模板，决定蛋白质的氨基酸顺序。5’端甲基化的帽和3’端的polyA（200个）尾巴第90页，课件共131页，创作于2023年2月mRNA一级结构的特点原核：多顺反子（polycistronicmRNA)真核：单顺反子，断裂基因（splitedgene)第91页，课件共131页，创作于2023年2月A真核mRNA的结构★

5’-帽子：m7G5’-ppp5’-Nm（

Nm）p-O型：m7G5’-ppp5’-Np-I：m7G5’-ppp5’-Nmp-Np-II:m7G5’-ppp5’-Nmp-Nmp-Np-甲基鸟苷5’，5’-三磷酸第92页，课件共131页，创作于2023年2月★

5’-帽子由甲基化酶催化●可抵抗5’核酸外切酶降解mRNA。●可为核糖体提供识别位点，使mRNA很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。★

3’-端：一段约30-300核苷酸的polyA。●转录后由poly(A)聚合酶催化加尾●PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。●polyA与mRNA半寿期有关，PolyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。第93页，课件共131页，创作于2023年2月B原核mRNA的结构★由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。没有5’帽子和3’polyA。多顺反子★SD序列：5’端先导区中，有一段富含嘌呤的碱基序列，典型的为5’-AGGAGGU-3’，位于起始密码子AUG前约10核苷酸处，此序列由Shine和Dalgarno发现，称SD序列。★SD序列和核糖体16S的rRNA的3’末端富含嘧啶碱基的序列互补。第94页，课件共131页，创作于2023年2月rRNA

约占全部RNA的80%，含量最多。与多种蛋白质结合成核糖体，后者是合成蛋白质的场所。

真核细胞核糖体大亚基含28S、5.8S、5S三种rRNA，小亚基只含18S一种。

动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SRNA。许多rRNA的一级结构及由一级结构推导出来的二级结构都已阐明，但是对许多rRNA的功能迄今仍不十分清楚。第95页，课件共131页，创作于2023年2月细菌：16SrRNA、5SrRNA、23SrRNA组成30S转录单位真核：18SrRNA、5.8SrRNA，28SrRNA组成45S的转录单位，5SrRNA单独转录。占RNA总量的80％小亚基大亚基转录单位原核1652330真核185（单独转录）285.85+45第96页，课件共131页，创作于2023年2月大肠杆菌5SrRNA的结构第97页，课件共131页，创作于2023年2月（二）RNA的高级结构RNA单链线型分子，自身回折形成局部双螺旋（二级结构），进而折叠（三级结构），除tRNA外，与蛋白质结合形成蛋白复合物（四级结构）。RNA是单链分子，因此，在RNA分子中，并不遵守碱基种类的数量比例关系，即分子中的嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基的总数。RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，不能形成双螺旋的部分，则形成突环。这种结构可以形象地称为“发夹型”结构。第98页，课件共131页，创作于2023年2月1.tRNA的高级结构tRNA的二级结构都呈“三叶草”形状，在结构上具有某些共同之处，一般可将其分为四臂四环：包括氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、TC区和可变区。除了氨基酸接受区外，其余每个区均含有一个突环和一个臂。★70-90b，分子量在25kd左右，沉降系数4S左右★有较多稀有碱基★3’末端为…CCA-OH★5’末端大多为pG…或pC…

第99页，课件共131页，创作于2023年2月第100页，课件共131页，创作于2023年2月tRNA的三级结构在三叶草型二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对，目前已知的tRNA的三级结构均为倒L型。第101页，课件共131页，创作于2023年2月第102页，课件共131页，创作于2023年2月2.rRNA的高级结构第103页，课件共131页，创作于2023年2月第三节核酸的理化性质及其应用一、核酸的一般性质一般呈酸性，微溶于水，不溶于有机溶剂，因此常用有机溶剂来沉淀DNA。线性大分子可用电泳或离子交换（色谱）进行分离第104页，课件共131页，创作于2023年2月核酸的两性性质及等电点核酸分子中既含有酸性基团（磷酸基）也含有碱性基团（氨基），因而核酸也具有两性性质，是两性电解质。核酸的碱基、核苷、核苷酸均能发生解离。碱基的解离：嘧啶和嘌呤环上的N及各取代基具有结合和释放质子的能力。核苷的解离：碱基和核糖具有结合和释放质子的能力。核酸的解离：磷酸基具有较强的酸性，核酸的两性解离主要决定于磷酸基和含氮碱基。第105页，课件共131页，创作于2023年2月由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱性（氨基）是一个弱碱，所以核酸的等电点比较低。如DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5。RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有这种作用。第106页，课件共131页，创作于2023年2月二、核酸的紫外吸收在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm（240-290nm）左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组分定性和定量测定的依据。

λmax=260nm第107页，课件共131页，创作于2023年2月1、鉴定纯度纯DNA的A260/A280应为1.8（1.65-1.85）纯RNA的A260/A280应为2.0。若溶液中含有杂蛋白或苯酚，则A260/A280比值明显降低。2、含量计算1ABS值相当于：50ug/mL双螺旋DNA

或：40ug/mL单链DNA（或RNA）或：20ug/mL寡核苷酸3、判断DNA是否变性在DNA的变性过程中，摩尔吸光系数增大（增色效应）在DNA的复性过程中，摩尔吸光系数减小（减色效应）第108页，课件共131页，创作于2023年2月三、核酸的变性、复性与分子杂交1.核酸的变性核酸的变性是指核酸双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键（共价键）的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。第109页，课件共131页，创作于2023年2月第110页，课件共131页，创作于2023年2月★变性因素：热变性、酸碱变性（pH小于4或大于11）变性剂（尿素、盐酸胍、甲醛）

★变性后的理化性质：260nm吸收值升高。粘度降低，浮力密度升高。二级结构改变，部分失活。RNA本身只有局部的双螺旋区，所以变性行为所引起的性质变化没有DNA那样明显。利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变性的情况。例如，天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸收(260nm)值增加25－40%.第111页，课件共131页，创作于2023年2月增色效应和减色效应在DNA的变性过程中，摩尔吸光系数增大。DNA变性后，由于氢键断裂，碱基暴露，在紫外光260nm波长处的吸收度明显增加，此现象称为增色效应。在DNA的复性过程中，摩尔吸光系数减小。DNA在260nm处的光吸收值比DNA分子中各个碱基对在260nm处的光吸收值总和小得多，该现象称为减色效应。第112页，课件共131页，创作于2023年2月第113页，课件共131页，创作于2023年2月★DNA变性的特征（一）：变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。变性改变了DNA的二级结构。第114页，课件共131页，创作于2023年2月★DNA变性的特征（二）：DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。溶解曲线与Tm第115页，课件共131页，创作于2023年2月DNA解链温度（熔点，Tm）DNA的变性过程是突变性、爆发式的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将引起DNA变性（双螺旋结构失去一半时）的温度称为熔点，用Tm表示一般DNA的Tm值在82—95℃之间。