《核苷酸与核酸》PPT课件.ppt

1、重点内容,核苷酸与核酸 Nucleotides and Nucleic Acids,核酸通论,脱氧核糖核酸（DNA）,核糖核酸（RNA）,核酸（nucleic acid）,核 酸（nucleic acid）,核苷酸（nucleotide）,磷酸（phosphoric acid）,核苷（nucleoside）,戊糖（pentose）,碱基（base）,一、核酸的组成,核酸的结构,或核糖,核酸的结构,核糖与碱基之间通过N-(-)糖苷键相连，形成核苷； 核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸，核苷与磷酸之间主要通过5-磷酸酯键相连。,核酸的结构,嘧啶核苷,嘌呤核苷,二、核酸的共价结构,核酸（DNA与

2、RNA）是核苷酸聚合成的生物大分子，无分支结构。 核酸的共价结构就是核酸的一级结构，通常指核酸的核苷酸序列。,核酸的结构,DNA与RNA均以3,5-磷酸二酯键连接核苷酸。,核酸的结构,三、DNA的三维空间结构,二级结构：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋（double helix）结构。 三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。 四级结构：DNA与蛋白质的复合体结构,核酸的结构,（一）DNA的二级结构,核酸的结构,1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA钠盐纤维的X光衍射结果提出了DNA的双螺旋结构模型。,Watson-Crick双螺旋结构模型,

3、核酸的结构,两条反向平行（一条53，另一条35）的多核苷酸链绕同一中心轴相互缠绕，形成右手双股螺旋。,核酸的结构,碱基位于双螺旋的内侧，磷酸与脱氧核糖在双螺旋外侧，构成DNA分子的骨架；外部亲水，内部疏水。,核酸的结构,碱基平面接近与纵轴垂直，糖环的平面接近与纵轴平行。,核酸的结构,双螺旋是一种有规律的结构,核酸的结构,大沟与小沟。,核酸的结构,两条链依靠碱基之间形成的氢键结合在一起。,碱基配对原则： AT GC,稳定双螺旋结构的因素 碱基堆积力（base-stacking interactions） 疏水作用范德华力 碱基配对的氢键。GC含量越多，双螺旋越稳定。,核酸的结构,核酸的结构,碱基

4、在一条链上的排列顺序不受任何影响；但是根据碱基配对原则，当一条链的序列被确定后，即可决定另一条互补链的序列。,(二）DNA的三级结构 DNA在双螺旋的基础上通过扭曲和折叠形成的构象 包括不同二级结构单元间的相互作用、单链与二级结构单元间的相互作用以及DNA的拓扑特征 超螺旋（supercoil）是DNA三级结构的主要形式,核酸的结构,核酸的结构,超螺旋的功能 超螺旋有助于DNA在细胞内的包装； 负超螺旋易于解链，有利于DNA的复制、重组和转录等过程的进行； 生物体内可通过调节DNA的拓扑结构来调节其功能。,（三）DNA与蛋白质复合物的结构（四级结构）,核酸的结构,病毒：类型多样（环状双链、线型

5、双链、线型单链、环状单链） 原核：环状双链分子，集中于核区，包括染色体DNA与质粒DNA 真核：细胞核DNA线型双链分子，与组蛋白等形成染色体（chromosome） 细胞器DNA环状双链分子，一般裸露,染色体DNA组装不同层次的结构,核酸的结构,核酸的结构,四、RNA的结构,RNA通常是单链线型分子 RNA可自身回折形成局部双螺旋（二级结构），并进一步折叠形成三级结构 RNA可与蛋白质形成核蛋白复合体（四级结构，例如核糖体）,tRNA的高级结构 三叶草形二级结构：茎环 倒L形三级结构,核酸的结构,核酸的结构,维系tRNA三级结构的因素：氢键、碱基堆积力 tRNA分子功能：转运氨基酸 tRNA

6、分子具有与其功能相适应的柔韧性。,核酸的水解 核酸的酸碱性质 核酸的紫外吸收 核酸的变性和复性,核酸的理化性质,一、核酸的水解 对酸的敏感性：糖苷键磷酸酯键，脱氧核糖核糖 RNA的磷酸酯键对碱敏感，DNA抗碱水解（生理意义） 酶水解：酶的专一性；限制性内切酶（特点、应用）,核酸的理化性质,二、核酸的酸碱性质 碱基、核苷与核苷酸均能发生解离 核苷酸与核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此核苷酸与核酸具有两性解离的性质。 核苷酸与核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏低（等电点的应用）,核酸的理化性质,三、核酸的紫外吸收,核酸的理化性质,嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核

7、酸在240290nm的紫外波段有强烈的光吸收 max260nm,紫外吸收光谱的应用 鉴定纯度 核苷酸与核酸含量计算 判断变性（增色效应、减色效应）,核酸的理化性质,在DNA的变性过程中， (P)值增大（增色效应，hyperchromic effect） 在DNA的复性过程中， (P)值减小（减色效应，hypochromic effect）,四、核酸的变性、复性及杂交,核酸的理化性质,(一)变性（denaturation） 核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，不涉及共价键断裂。,熔解温度（Tm）： 加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度。,核酸的理化性质,melting temperatur

8、e,影响DNA的Tm值的因素,(二)复性,核酸的理化性质,变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。,影响DNA复性的因素 降温速率，负效应（热变性的DNA在缓慢冷却的条件下可以复性，称为退火annealing）,(三) 分子杂交（hybridization）,核酸的理化性质,在变性的DNA溶液中加入外源DNA单链分子或RNA单链分子（与原DNA具有序列互补性），去掉变性条件后复性形成双螺旋结构的过程。,核酸的理化性质,分子杂交的种类,Southern Blotting：检测DNA Northern Blotting：检测RNA,核酸的研究方法 核酸的分离纯化和定量测定 核酸的离心分析 核酸的凝胶电泳 核酸的测序 PCR DNA的化学合成,核酸的研究方法,核酸的分离纯化 要点： 利用各种核酸的特性选择合适的纯化方法（注意掌握原理）； 抑制核酸酶的作用，防止核酸的降解和变性。,核酸的研究方法,核酸含量的测定 紫外分光光度法,核