核酸核酸的组成及分类

关于核酸核酸的组成及分类核酸的组成成分DNA的结构RNA的结构核酸的理化性质主要内容第2页,共34页，2024年2月25日，星期天生命体中两种关键大分子DNA蛋白质第3页,共34页，2024年2月25日，星期天1869年FridrichMiescher从脓细胞的细胞核中分离得到一种酸性物质，即现在被称为核酸的物质。1944年Avery等人通过细菌的转化实验证实DNA是遗传物质。1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。现已证明，除少数病毒外（RNA为遗传物质），多数生物体遗传物质都是DNA。核酸的发现及研究简史第4页,共34页，2024年2月25日，星期天第一节核酸的组成成分第5页,共34页，2024年2月25日，星期天一、核酸的分类与组成(一)分类：核酸分为两大类

1、脱氧核糖核酸：Deoxyribonucleicacid,DNA2、核糖核酸：Ribonucleicacid,RNARNA主要在细胞质内，核内很少（10%）DNA主要存在于细胞核内，约占98%第6页,共34页，2024年2月25日，星期天RNA主要分为以下几种类型：1、rRNA(ribosomeRNA)，核糖体RNA，细胞中最主要的RNA，占细胞中总RNA的80%左右。2、tRNA(transferRNA)，转移RNA，是细胞中最小的一种RNA分子，占细胞总RNA的15%左右。是结构研究最清楚的一类RNA。在蛋白质的生物合成中，tRNA起携带氨基酸的作用。第7页,共34页，2024年2月25日，星期天

另外，在细胞质里还存在胞质RNA(scRNA).

上述RNA存在于细胞质，另外在细胞核里面还存在一些RNA，如核不均一RNA（hnRNA）、核内小RNA（snRNA）、核仁小RNA、反义RNA（asRNA）等。

3、mRNA(messengerRNA)，信使RNA，占细胞总RNA的5%左右，含量最少，代谢活跃。mRNA在蛋白质的生物合成中起模板作用。它将DNA的遗传信息传递给蛋白质。第8页,共34页，2024年2月25日，星期天第9页,共34页，2024年2月25日，星期天核酸(DNA和RNA)核苷酸核苷磷酸戊糖碱基嘌呤嘧啶核糖脱氧核糖（二）核酸的组成第10页,共34页，2024年2月25日，星期天C、H、O、N、P核酸的基本组成单位——核苷酸核酸的元素组成核苷酸——戊糖(ribose)——碱基(base)——磷酸(phosphate)核酸的化学组成和一级结构第11页,共34页，2024年2月25日，星期天1、戊糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHHOH12β-D-核糖β-D-2-脱氧核糖O构成RNA构成DNA这种差别影响到二级结构和稳定性第12页,共34页，2024年2月25日，星期天2、碱基（base)腺嘌呤(adenine,A)

鸟嘌呤(guanine,G)

胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymine,T)

尿嘧啶(uracil,U)

嘌呤(purine)

嘧啶(pyrimidine)碱基(base)是含氮的杂环化合物。存在于DNA和RNA中仅存在于RNA中仅存在于DNA中第13页,共34页，2024年2月25日，星期天嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)

（6-氨基嘌呤）鸟嘌呤(guanine,G)（2-氨基-6-氧嘌呤）第14页,共34页，2024年2月25日，星期天嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)（2-氧-4-氨基嘧啶）

尿嘧啶(uracil,U)（2,4-二氧嘧啶）胸腺嘧啶(thymine,T)（5-甲基尿嘧啶）第15页,共34页，2024年2月25日，星期天碱基的性质碱基几乎不溶于水，这与其芳香族的杂环结构有关。互变异构酸碱解离强烈的紫外吸收，其最大吸收值在260nm。第16页,共34页，2024年2月25日，星期天氨基式-亚氨基式互变异构酮式-烯醇式互变异构碱基的性质互变异构第17页,共34页，2024年2月25日，星期天

嘧啶碱基和嘌呤碱基最重要的功能基团是环上的氮和羰基，以及环外的氨基。氨基和羰基之间的氢键是核酸分子中碱基之间相互作用的一种重要方式。第18页,共34页，2024年2月25日，星期天稀有碱基

大多出现在tRNA中

次黄嘌呤

(I)二氢尿嘧啶

(D)假尿嘧啶

(ψ)5-甲基胞嘧啶(m5C)1-甲基腺嘌呤(m1A)

N6-N6甲基腺嘌呤

(m6A)2第19页,共34页，2024年2月25日，星期天核苷：是一种糖苷。由戊糖与碱基缩合而成，并以糖苷键相连接。糖苷键：糖与碱基之间的连接是C-N键，称C-N糖苷键。3、核苷核糖、脱氧核糖中的碳原子标号加“′”。第20页,共34页，2024年2月25日，星期天C-N糖苷键：嘌呤N-9或嘧啶N-1与戊糖的C-1

通过β-N-糖苷键共价相连形成核苷(ribonucleoside)。核苷

由于核糖存在2'-OH，导致RNA的磷酸二酯键对碱异常敏感。

第21页,共34页，2024年2月25日，星期天核苷用单字符号(AGCU)表示脱氧核苷用(dAdGdCdT)表示书写的原则为：取代基团用英文小写字母表示，其符号写在核苷单字符号的左下角，取代基团的位置写在该符号的右上角，数字写在右下角。例：N2-二甲基鸟苷

5-甲基脱氧胞苷核苷的表示法第22页,共34页，2024年2月25日，星期天假尿苷（ψ）次黄嘌呤核苷（肌苷）（I）黄嘌呤核苷（X）二氢尿嘧啶核苷（D）稀有核苷（修饰核苷）

第23页,共34页，2024年2月25日，星期天(ψ)稀有核苷（修饰核苷）

7-甲基鸟苷（m7G）假尿嘧啶核苷ψ：核糖与尿嘧啶的第五位碳（C5）结合，在tRNA和rRNA中存在。

假尿苷ψ第24页,共34页，2024年2月25日，星期天5、核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷键酯键核苷酸是核苷的磷酸酯。核苷中戊糖的自由羟基与磷酸通过酯键结合构成核苷酸第25页,共34页，2024年2月25日，星期天1）按酯化位点：可在核糖的2’-,3’-,5’-自由羟基进行酯化，而脱氧核糖没有2’-羟基，只有3’-,5’-两个自由羟基，只能形成3’-,5’-两种类型磷酸酯2）按核糖类型：核糖：核苷酸脱氧核糖：脱氧核苷酸1、种类：第26页,共34页，2024年2月25日，星期天(5´-AMP)2、结构：第27页,共34页，2024年2月25日，星期天(2´-AMP)(3´-AMP)(5´-AMP)第28页,共34页，2024年2月25日，星期天

(3’-dAMP)

(5’-dAMP)第29页,共34页，2024年2月25日，星期天3、核苷酸的英文表示法英文缩写AMP,GMP,dAMP,dGMP表示核苷酸的方法为：在核苷左侧加p表示5´-磷酸酯；右侧加p表示3´-磷酸酯，如pA：5´-腺苷酸，Cp：3´-胞苷酸；若为2´-磷酸酯则应注明，如2´-鸟苷酸表示为Gp2´。核苷多磷酸：核苷酸进一步磷酸化可得核苷二磷酸、三磷酸。如ADP、ATP等。环化核苷酸：cNMP，3´,5´-环化核苷酸第30页,共34页，2024年2月25日，星期天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31页,共34页，2024年2月25日，星期天环化核苷酸：核糖3’-,5’-成环，如cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。cAMP核苷酸衍生物第32页,共34页，2024年2月25日，星期天核苷酸及其衍生物的生理功能核苷酸是构成