生物化学课件：第一章 第3,4节

第三节RNA的分子结构1,RNA一级结构的连接方式：3',5'-磷酸二酯键连接各核苷酸RNA的结构特点2.RNA二级结构的共性:有局部的双螺旋结构，即发夹结构，茎环结构RNA的结构特点4.三种RNA中结构研究的最清楚的是tRNA3.RNA分子比DNA分子小得多，一般含几十至几千个核苷酸,并且RNA多数为单链RNA的结构特点tRNA分子功能：(转运RNA)，负责运送氨基酸一、tRNA一级结构的共同特点：1,分子量小，只有70-90个核苷酸组成的单链2,5'端常以pG-开头3,3'端为“pCpCpA-OH”，即CCA尾巴，（A-OH可与氨基酸相连）4,有修饰核苷酸，如“DHU”、“TψC”二、tRNA的二级结构：(1),为“三叶草形”，有四环、四臂、一尾巴四环：二氢尿嘧啶环=D环=DHU环反密码环：反密码环由7个核苷酸组成，有3个反密码子额外环=可变环，（由3-18核苷酸组成）T

C环四臂（茎）：氨基酸接受臂二氢尿嘧啶臂反密码臂T

C臂一尾巴：“CCA-OH”序列

二、tRNA的二级结构：三、tRNA的三级结构

倒L型：这是tRNA具生物学功能的结构(P92)一端是—CCA，另一端是反密码子环。结构为行使功能提供基础稳定其倒L型的主要因素：（即三级结构作用力）1,碱基堆积力2,氢键rRNA分子单链,存在于核糖体中，种类少、含量高(最高)二级结构由单链回折形成的局部螺旋区和突环组成功能：与蛋白质组成核糖体，成为蛋白质合成的场所核糖体rRNA原核生物70S30S16S50S23S、5S真核生物80S40S18S60S28S、5S、5.8S也呈茎环结构大肠杆菌5SrRNA

的二级结构模型rRNA分子大肠杆菌5SrRNA

的三级结构模型rRNA分子mRNA分子含量少，单链分子大小不一，也能形成茎环结构mRNA是蛋白质生物合成的模板种类多，每一种蛋白质都有对应的mRNAmRNA分子原核生物和真核生物的mRNA在结构上有所不同：1)原核生物的mRNA是多顺反子的，真核生物的mRNA是单顺反子的；2)原核mRNA5'端无帽子结构，真核mRNA5'端有一段帽子结构（m7G5’ppp5’Nmp）；3)原核mRNA3'端无PolyA，真核mRNA3'端有PolyA。

顺反子：即一个多肽链基因，或一个结构基因mRNA分子(一）一般的物理性质

DNA为白色纤维状固体;RNA为白色粉末状固体

第四节核酸的理化性质1、形态2、粘度DNA>RNA3、离心场中沉降速度：

密度大的沉降速度大，如：RNA>DNA，单链DNA>双链DNA，超螺旋DNA>松散DNA核酸的理化性质4、溶解性微溶于水不溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚和氯仿易溶于低盐缓冲液，如TE等TE：Tris-HCl,EDTA核酸既含有酸性的磷酸基团，又含有弱碱性的碱基，是两性电解质，可发生两性解离。其解离状态随溶液的pH值而改变。5、两性性质

等电点(pI):两性电解质在一定的pH环境中，正负离子解离度相等，净电荷为零，在电场中不移动，此时溶液的pH值是这个两性电解质的pI.核酸的理化性质5、两性性质由于磷酸基团的酸性很强，所以pI较低，整个分子相当于多元酸。在pI处，斥力小，溶解度下降，利用核酸的两性解离可以通过调节核酸溶液的pH来沉淀核酸，也可通过电泳分离纯化核酸。pH>pI

带负电pH<pI

带正电

DNA的pI>RNA的pI

(P97)核酸的理化性质嘌呤和嘧啶具有共轭双键，能强烈吸收紫外光。在260nm处有最大吸收峰。对于纯的DNA或RNA，可以通过测得A260来测定核酸的含量。

A260的大小：游离核苷酸>RNA>DNA减色效应：核酸的A260值比其游离核苷酸的A260值之和小，这是由于双螺旋内侧的碱基紧密堆积，减少了紫外吸收能力造成的，这种现象叫核酸的减色效应(二）紫外吸收性质

核酸的理化性质纯的DNA：A260/A280=1.8纯的RNA：A260/A280=2.0(二）紫外吸收性质

2,核酸纯度鉴定：A260/A280值可以反映核酸的纯度核酸紫外吸收的应用：1,核酸定量分析：当A260=0.01时，双链[DNA]=500ng⁄mL[RNA]=400ng⁄mL[核苷酸]=200ng⁄mL核酸的理化性质1、核酸的变性(三）核酸的变性、复性

核酸在某些物理或化学因素的作用下，其空间结构发生改变，双螺旋解开，从而引起理化性质的改变及生物学活性的降低或丧失,并不涉及3’,5’-磷酸二酯键的断裂。引起变性的因素有：加热、酸碱、尿素、甲醛等。

变性与降解区别是不是涉及3’,5’-磷酸二酯键的断裂核酸的理化性质核酸变性后，双螺旋结构解开，碱基暴露，在260nm处的吸收值上升，这叫增色效应(hyperchromiceffect)。增色效应常可用来衡量DNA变性的程度。2、增色效应

热变性中光吸收的增加达到最大吸收（完全变性）量增加值一半（双螺旋结构失去一半）时的温度称为DNA的熔点或熔解温度（Tm）。(三）核酸的变性、复性3、熔解温度（meltingtemperature）

Tm值与DNA的均一性、G+C含量、介质离子强度、pH等因素有关。

（G+C）%=（Tm-69.3）×2.44核酸的理化性质热变性曲线(熔解曲线)：在DNA发生热变性的过程中，A260随温度的变化曲线。不同的DNA，其熔解曲线不同，但很类似，都是S形曲线。RNA含局部双螺旋，也可发生变性，但不如DNA明显，增色效应的跳跃较平缓，Tm值也较低。核酸的理化性质(三）核酸的变性、复性4、复性

(renaturation)变性的DNA在适当的条件下，彼此分开的单链重新缔合成双螺旋结构，其理化性质和生物学活性恢复的过程。退火：热变性的DNA降温复性的过程。复性是变性的逆转。但需要一定的条件，要在一定的盐浓度下缓慢降温。核酸的理化性质(三）核酸的变性、复性

DNA链在复性时，其中的一条单链可以和异体DNA单链，按照碱基互补配对原则合成一段DNA-DNA或DNA-RNA双链的过程。6、分子杂交(hybridization)5、减色效应(h