第二章 蛋白质和核酸化学(下)

蛋白质和核酸化学Proteinandnucleicacidchemistry

第二部分

核酸的结构与功能StructureandFunctionofNucleicAcid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。核酸的分类及分布(依据所含戊糖的不同)主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中(DNA)(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。参与遗传信息的复制与表达。一、核酸的化学组成核酸(DNA和RNA)核苷酸磷酸戊糖碱基嘌呤嘧啶核糖脱氧核糖核酸组成核苷分子组成碱基：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖：核糖，脱氧核糖磷酸核苷酸是构成核酸的基本组成单位氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位碱基是含氮的杂环化合物。碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤A鸟嘌呤G尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C存在于DNA和RNA中仅存在于RNA中仅存在于DNA中（一）碱基

嘌呤N-9或嘧啶N-1与核糖C-1

通过β-N-糖苷键相连形成核苷(ribonucleoside)。（三）核苷：核糖核苷和脱氧核糖核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH1'2'糖苷键核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸或脱氧核苷酸。（四）核苷酸NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键二、核酸的结构和功能（一）核酸的一级结构核酸的一级结构是指：核酸（DNA和RNA）分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式。核酸是由许多核苷酸聚合而成的生物大分子DNA和RNA分子中四种核苷酸按照一定是顺序排列通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成核苷酸链一个核苷酸3的羟基与另一个核苷酸5

的磷酸基团缩合形成磷酸二酯键。

多个核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚核苷酸，即DNA链和RNA链。5´-末端3´-末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架。DNA链的方向是5

→3

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小结DNA和RNA的区别核糖G、C、A、URNA脱氧核糖G、C、A、TDNA碱基核糖核酸第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNADNA的空间结构又分为二级结构和三级结构。DNA的空间结构构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。一、DNA的二级结构：双螺旋结构两条多聚核苷酸链在空间的走向呈反向平行。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋的结构。双螺旋结构的直径为2nm，螺距为3.4nm。脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。双螺旋结构的表面形成了一个大沟和一个小沟。（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2、碱基与碱基的互补配对两条链上的碱基互为碱基对，总是A与T配对，C与G配对。形成的碱基对，A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键。碱基对之间的氢键和碱基平面之间的碱基堆积力是维持双螺旋稳定的主要力量。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。DNA的两条链则互为互补链。碱基对平面与螺旋轴垂直。碱基互补配对:腺嘌呤/胸腺嘧啶相邻两个碱基对会有重叠，产生了疏水性的碱基堆积力。碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA结构的稳定。3.DNA双螺旋结构的稳定RNA的种类、分布、功能tRNA具有局部的茎环结构或发卡结构。（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Tψ