第二章核酸化学(中职生物化学).ppt

1、第 二 章核酸化学,The Chemistry of Nucleic Acid,卫生技工学校 王巧玲,核 酸(nucleic acid),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。,一、核酸的发现和研究工作进展,1868年 Fridrich Miescher（弗雷德里希、米歇尔）从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery（埃弗里）等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA测序方法 1

2、985年 Mullis发明PCR技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架,Friedrich Miescher (1844-1895),Friedrich Miescher worked at the Physiological Laboratory of the University of Basel and in Tbingen and is most well known for his discovery of the nucleic acids. (DNA Pioneers and The

3、ir Legacy by Ulf Lagerkvist, 1998, Yale University Press, ISBN 0-300-07184-1). To read excerpts from this book, click DNA Pioneers .,米歇尔Friedrich Miescher（18441895） 米歇尔，瑞士生物学家，生前工作于巴塞尔大学的生理学研究室。以发现核酸而闻名世界。 米歇尔小时候有严重的听力障碍，因此在童年时代，尽管他非常聪明，但总是害羞并很内向。他酷爱音乐，与其父亲一样是一个天才歌手，在学校的学习成绩很好。1865年米歇尔成为一名医学生，1868年获

4、医学博士学位。但听力问题是他成为临床医生的障碍。 1868年，米歇尔感兴趣研究白细胞。为了得到足够的白细胞，他从医院的外科绷带中洗脱脓液的白细胞，分离细胞核，得到一些粘稠的物质，并经实验证明含有磷和氮，称为核素。随后的研究证明这一物质具有酸性，故称为核酸。这是米歇尔首次发现了重要的生命物质之一 核酸。,1879年Kossel(科塞尔)经过10年的努力, 搞清楚核素中有四种不同的组成部分: A,T, C和G。 1889年Altman（阿特曼）建议将核素改名为“核酸”, 并且已经认识到“核素” 乃“核酸” 与蛋白质的复合体。,1909年Levene（莱文）发现酵母的核酸含有核糖。 1930年Lev

5、ene发现动物细胞的核酸含有一种特殊的核糖即脱氧核糖, 得出了一个错误概念: 植物核酸含核糖,动物核酸含脱氧核糖。这个错误概念一直延续到1938年，这时方清楚RNA和DNA的区别。Levene还提出了核酸的“磷酸-核糖(碱基)-磷酸”的骨架结构, 解决了DNA分子的线性问题, 还在1935年提出“四核苷酸”学说, 认为这四种核苷酸的聚合体是构成核酸的基本单位。,Reichard, P. J. Biol. Chem. 2002;277:13355-13362,Oswald T.Avery (1877-1955).,埃弗里，O.T. Oswald Theodore Avery (18771955)

6、 美国细菌学家。1877年10月21日生于加拿大新斯科舍哈利法克斯。1904年毕业于哥伦比亚大学医学院，后到布鲁克林的霍格兰实验室研究并讲授细菌学和免疫学。1913年转到纽约的洛克菲勒研究所附属医院工作，直到1948年退休。他和C.麦克劳德、M.麦卡锡于1944年重做1928年Griffith（格里菲斯）的细菌转化实验共同发现不同型的肺炎双球菌的转化因子是 DNA。这项实验第一次证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。 虽然这一发现，曾引起争论和怀疑，但的确推动了DNA的研究，直至1953年DNA双螺旋结构的发现。他还通过对肺炎双球菌的免疫性研究，提出肺炎双球菌可根据其免疫的专一性来进行分类，而这

7、种免疫专一性是由于不同菌型的荚膜中所含的多糖引起的。由此他建立起对不同型肺炎双球菌的灵敏检验法。1955年2月20日卒于美国田纳西州纳什维尔。,1928年Griffith的细菌转化实验,1944年Avery等重做1928年Griffith（格里菲斯）的细菌转化实验，证明DNA是遗传物质。但人们对此持怀疑态度，理由是： （1）因认为蛋白质相对分子质量大，结构复杂，二十种氨基酸的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而DNA相对分子质量小，只含4种不同的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微小的差异。 （2）认为转化实验中DNA并未能提得很纯，还附有其它物质。 （3）即使转化因子确实是

8、DNA，但也可能DNA只是对荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。,1952年Hershey 3.单链片段的长度：片段越大,复性的速度越慢; 4.单链片段的复杂度：重复序列越多,复性的速度越快; 5.溶液的离子强度：适当增高溶液的离子强度,复性的速度会增高。,在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。 这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂