中国药科大学生物化学课件-核酸—01 概述

核酸的研究历史： 核酸的研究历史：
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60年代,RNA研究取得大发展 操纵子学说，遗传密码， 年代,RNA研究取得大发展（ • 60年代,RNA研究取得大发展（操纵子学说，遗传密码， 逆转录酶）。1965年 Holley第一个测定了酵母丙氨酸转 ）。1965 逆转录酶）。1965年，Holley第一个测定了酵母丙氨酸转 运核糖核酸为77个核苷酸组成的多核苷酸链。 77个核苷酸组成的多核苷酸链 运核糖核酸为77个核苷酸组成的多核苷酸链。 70年代 建立DNA重组技术，改变了分子生物学的面貌， 年代, DNA重组技术 • 70年代,建立DNA重组技术，改变了分子生物学的面貌， 并导致生物技术的兴起。 并导致生物技术的兴起。 80年代 RNA研究出现第二次高潮 ribozyme（ 年代, 研究出现第二次高潮： • 80年代,RNA研究出现第二次高潮：ribozyme（具有催化 活性RNA）、反义RNA、“RNA世界 假说等等。1981年 RNA）、反义RNA 世界” 活性RNA）、反义RNA、“RNA世界”假说等等。1981年， 我国第一个成功人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸， 我国第一个成功人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸，证 实了核酸结构研究结果的正确性。 实了核酸结构研究结果的正确性。 90年代以后 实施人类基因组计划（HGP） 年代以后, • 90年代以后,实施人类基因组计划（HGP）, 开辟了生命 科学新纪元。生命科学进入后基因时代： 科学新纪元。生命科学进入后基因时代： 功能基因组学（ genomics） 功能基因组学（functional genomics） 蛋白质组学（proteomics） 蛋白质组学（proteomics） 结构基因组学（ genomics） 结构基因组学（structural genomics） RNA组学 Rnomics）或核糖核酸组学（ribonomics） 组学（ RNA组学（Rnomics）或核糖核酸组学（ribonomics）
S
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1944年 O.T.Avery（ 1944年，O.T.Avery（美） R 肺炎链球菌的转化实验, 转化实验 肺炎链球菌的转化实验,首次 证明DNA DNA是细菌遗传性状的转化 证明DNA是细菌遗传性状的转化 因子。 因子。
S+R S菌体的DNA + R 菌体的DNA
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十年后 证明 DNA是 DNA是 遗传物 质
三、核酸的种类、分布与功能 核酸的种类、
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（一）、核酸的种类与分布 ）、核酸的种类与分布 核酸的种类（ RNA、DNA、） 1、核酸的种类（ RNA、DNA、）
核糖核酸（ acid-RNA） 转移RNA(transfer 核糖核酸（ribonucleic acid-RNA）:转移RNA(transfer RNA-tRNA) 信使RNA(messenger RNA-mRNA) RNA-tRNA) 、信使RNA(messenger RNA-mRNA)、核 糖体RNA RNA（ RNA-rRNA） 糖体RNA（ribosomal RNA-rRNA） 功能 ：三者共同参与遗传信息的表达。 三者共同参与遗传信息的表达。
2、核酸的分布 、
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真核生物
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原核生物
DNA
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细胞核（95%） 核质区（拟核） 线粒体、叶绿体 （5%）
细胞质（75%） 线粒体、叶绿体 （15%） 细胞核（10%） 细胞质
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RNA
（二）、核酸的生物学功能 ）、核酸的生物学功能 1、DNA是主要的遗传物质 、DNA是主要的遗传物质
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1928年，英国科学家Griffith 1928年 英国科学家Griffith 发现肺炎链球菌使小鼠死亡的 原因是引起肺炎。 原因是引起肺炎。细菌的毒性 是由细胞表面中的多糖所决定 的。
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）、核酸的生物学功能 （二）、核酸的生物学功能 DNA是主要的遗传物质 1、DNA是主要的遗传物质
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2、RNA生物学功能 RNA生物学功能
RNA的功能： RNA的功能： 的功能
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1.参与蛋白质的合成 1.参与蛋白质的合成 rRNA(75rRNA(75-80%) tRNA(10-15%) tRNA(10mRNA(2mRNA(2-5%) 2.遗传物质 2.遗传物质 3.具有生物催化剂功 3.具有生物催化剂功 能
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主要内容：介绍核酸的分类和化 主要内容 介绍核酸的分类和化 学组成，重点讨论DNA RNA的结构特 DNA和 学组成，重点讨论DNA和RNA的结构特
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征，初步认识核酸的结构特征与其功
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能的相关性； 能的相关性；介绍核酸的主要理化性
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质和核酸研究的一般方法。 质和核酸研究的一般方法。
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小分子细胞核RNA（snRNA）、染色质RNA（chRNA）、 小分子细胞核RNA（snRNA）、染色质RNA（chRNA）、 RNA ）、染色质RNA 反义RNA RNA（ RNA）、双链RNA dsRNA）、 ）、双链RNA（ 反义RNA（antisense RNA）、双链RNA（dsRNA）、 细胞质小RNA scRNA）、具有催化活性的RNA RNA（ ）、具有催化活性的 细胞质小RNA（scRNA）、具有催化活性的RNA ribozyme）、各种病毒RNA ）、各种病毒 （ribozyme）、各种病毒RNA 脱氧核糖核酸（ acid- DNA） 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid- DNA） 功能：遗传信息的载体，负责遗传信息的贮存和发布。 功能：遗传信息的载体，负责遗传信息的贮存和发布。
几点说明
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细胞核中DNA含量是恒定的， DNA含量是恒定的 A、细胞核中DNA含量是恒定的，不随外 界环境、营养条件、 界环境、营养条件、代谢状况的改变而 改变，称为DNA恒定论。 DNA恒定论 改变，称为DNA恒定论。 B、不同种类的生物细胞的DNA含量相差 不同种类的生物细胞的DNA含量相差 DNA 很大。每个细胞中DNA DNA含量与生物的复杂 很大。每个细胞中DNA含量与生物的复杂 性有关（有近似平衡关系）。 性有关（有近似平衡关系）。 高等动物生殖细胞DNA DNA含量为体细胞 C、高等动物生殖细胞DNA含量为体细胞 的一半
一、概述
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）、核酸的发现与发展 （一）、核酸的发现与发展
1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher 瑞士青年科学家
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从外科绷带上脓细胞的 细胞核中分离得到一种 含磷较高的酸性物质， 含磷较高的酸性物质， 称之为核素（nuclein） 称之为核素（nuclein）
核素实质是一种核糖核蛋白
S
转化作用： 转化作用：
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感受态的微生物或离体培养的细 胞获得外源DNA DNA并产生新的形状 胞获得外源DNA并产生新的形状 特征。 特征。
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1、DNA是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质 DNA
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1952年 1952年，美国冷泉 Hershey港 Hershey-Chase 噬菌体浸染细菌的 实验。 实验。
核酸的研究历史： 核酸的研究历史：
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1889年 Altman首先制备了不含蛋白的核酸制品 首先制备了不含蛋白的核酸制品， 1889年，Altman首先制备了不含蛋白的核酸制品， 并引入“核酸”这一名词。 并引入“核酸”这一名词。 20世纪20年代测定了核酸的化学组成， 世纪20年代测定了核酸的化学组成 20世纪20年代测定了核酸的化学组成，并将核酸 分为DNA RNA。 DNA和 分为DNA和RNA。 1943年 .Chargaff的工作 嘌呤：嘧啶=1 的工作： =1： 1943年，E .Chargaff的工作：嘌呤：嘧啶=1：1， 由此推理出碱基配对的理论。 由此推理出碱基配对的理论。 1944年 Avery的肺炎双球菌转化实验 的肺炎双球菌转化实验， 1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证明遗传 物质即为DNA DNA。 物质即为DNA。 1953年 Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构模 建立了DNA 1953年，Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构模 遗传密码的阐明、内切核酸酶的发现、 型。遗传密码的阐明、内切核酸酶的发现、核酸 的合成与分析技术、 的合成与分析技术、基因重组技术等的建立形成 了分子生物学的基本完整体系。 了分子生物学的基本完整体系。 1958,Crick提出遗传信息传递的中心法则， ,Crick提出遗传信息传递的中心法则 1958,Crick提出遗传信息传递的中心法则，
（二）、核酸的概念及重要性 ）、核酸的概念及重要性
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1、定义：核酸是生物体的基本组成物 定义： 质，是由许多核苷酸单元按一定顺 序连结所组成的多核苷酸链。 序连结所组成的多核பைடு நூலகம்酸链。 2、核酸的重要性 DNA是遗传信息的载体 DNA是 是遗传信息的载体（ （1）、DNA是遗传信息的载体（DNA是 遗传物质） 主要的遗传物质 主要的遗传物质） ）、RNA在蛋白质生物合成 RNA在蛋白质生物合成中起重 （2）、RNA在蛋白质生物合成中起重 要
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总而言之： 总而言之：
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核酸与蛋白质一样， 核酸与蛋白质一样，是一切生物有机体不 可缺少的组成部分。 可缺少的组成部分。 核酸是生命遗传信息的携带者和传递者， 核酸是生命遗传信息的携带者和传递者， 它不仅对于生命的延续， 它不仅对于生命的延续，生物物种遗传特 性的保持，生长发育， 性的保持，生长发育，细胞分化等起着重 要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、 要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、遗 传病、代谢病等也密切相关。 传病、代谢病等也密切相关。 因此，核酸的研究是现代生物化学、 因此，核酸的研究是现代生物化学、分子 生物学和医学的重要基础之一。 生物学和医学的重要基础之一。