生物化学5核酸1
生物化学 核酸名词解释
1、Ribozyme：具有高效特异催化功能的RNA。
2、自杀性底物:Kcat型不可逆抑制剂不但具有与天然底物相似的结构，而且本身也是酶的底物，可被酶催化而发生类似底物的变化。
因此称之为“自杀性底物”3、酶的活性部位（活性中心）：与底物接触并且发生反应的部位就称为酶的活性中心，也称为酶的活性部位。
4、变构酶又称别构酶，酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后，引起酶的构象的改变，进而改变酶的活性状态5、卫星DNA：主要分布在染色体着丝粒部位，由非常短的串联多次重复DNA序列组成，因为它的低复杂性又称简单序列DNA，又因其不同寻常的核苷酸组成，常在浮力密度离心中从整个基因组DNA中分离成一个或多个“卫星”条带，故称卫星DNA。
6、Southern印迹：将凝胶上分离的DNA片段转移到硝酸纤维素膜上，再通过同位素标记的单链DNA或RNA探针的杂交作用检测这些被转移的DNA 片段的方法。
步骤：限制性酶切DNA分子、琼脂糖凝胶电泳分离、碱变性、转膜、探针杂交、洗膜除去未杂交的探针、放射性自显影。
Nouthern印迹：将RNA分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维素膜上，然后进行核酸杂交的一种那个实验方法。
Wouthren：将蛋白质从电泳凝胶中注意到硝酸纤维素膜上，然后与放射性同位素i125标记的特定蛋白质的抗体进行反应。
7、酶活力：指酶催化某化学反应的能力，其大小可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示，两者呈线性关系。
8、1）、可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价键结合，用透析、超滤或凝胶过滤等方法可以除去抑制剂，恢复酶活性。
主要包括：竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制作用三种。
竞争性抑制是I与S竞争E的结合部位，影响了S与E的正常结合。
非竞争抑制是I与S同时与E结合，但三元复合物不能进一步分解为产物，酶活性下降。
反竞争抑制是E只有与S结合后，才能与I结合，三元复合物不能进一步分解为产物。
2）、不可逆抑制作用：抑制剂通常以共价键与酶的必须基团进行不可逆结合，从而使酶失去活性。
《生物化学》试题：核酸
| |核酸一、名词解释1、核酸一级结构2、核酸变性3、增色效应4、减色效应5、T m6、DNA复性7、退火8、分子杂交二、填空题1、核酸的基本组成单位是，它们之间通过连接。
2、常见的核苷酸由和组成。
1、简述组成DNA和RNA的核苷酸分别有哪些？2、简述DNA和RNA在化学组成、结构、细胞内位置及功能上的差异。
3、简述mRNA、tRNA和rRNA的功能。
4、如何看待RNA功能的多样性?其核心作用是什么?5、比较原核生物和真核生物核糖体分子量的差异。
6、简述原核生物与真核生物mRNA在结构上的区别。
7、为什么DNA不易被碱水解，而RNA很容易被碱水解？8、简述B型DNA的结构特点。
9、维持DNA双螺旋结构的主要作用力有哪些？10、描述DNA变性后主要理化性质的变化。
11、简述影响DNA复性的主要因素。
【参考答案】一、名词解释1、核酸一级结构：指核酸中脱氧核苷酸的排列顺序。
2、核酸变性：核酸在加热、极端pH、有机试剂、变性剂及机械力等作用下，发生氢键断裂，但不涉及共价键，仅碱基堆积力破坏，双螺旋分子变为单链的过程。
3、增色效应：指DNA分子变性后，原先藏于螺旋内部的碱基暴露出来，使得其在260nm的光吸收值比变性前明显增加的现象。
4、减色效应：复性后的DNA溶液在260nm处的光吸收值比复性前明显下降的现象称为减色效应。
5、 T m：即解链温度，又称熔解温度、熔点或变性温度，指因热变性使DNA光吸收达到最大光吸收一半时的温度，又或是使增色效应达到最大效应一半时的温度。
6、 DNA复性：指变性DNA的两条互补单链在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构，其理化性质也随之恢复的过程。
7、退火：热变性后的DNA单链经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火。
8、分子杂交：不同来源的核酸分子放在一起热变性，然后缓慢冷却，若这些异源核酸之间存在互补或部分互补的序列，复性时可以形成“杂交分子”，此过程即为分子杂交。
二、填空题1、核苷酸，3’,5’-磷酸二酯键；2、碱基、戊糖；3、腺嘌呤或A、鸟嘌呤或G；4、胞嘧啶或C、尿嘧啶或U、胸腺嘧啶或T；5、核糖核酸或RNA，脱氧核糖核酸或DNA；6、脱氧核糖、核糖；7、 5-甲基胞嘧啶；8、磷或P；9、 20%；10、 1.43；11、 1；12、 0.6；13、 2，3；14、 8；15、 13；16、 cAMP；17、左，右；18、三叶草，倒L；19、超螺旋；20、正超螺旋、负超螺旋，负超螺旋；21、核小体；22、 H1、H2A、H2B、H3、H4；23、 260；24、 2,1.8；25、 Sanger双脱氧终止法、Gilbert化学裂解法。
第5章核酸的化学 第四节 核酸的性质
食品生物化学
图5-15 RNA紫外吸收曲线
波长nm
食品生物化学
四、核酸的变性与复性
当核酸在某些理化因素（如有机溶剂、酸、碱、尿素、加 热及酰胺等）作用下，互补碱基对间的氢键断裂，双螺旋结构 松散，变成单链的过程称为变性(denaturation)。变性使核酸的 二级结构、三级结构改变，但核苷酸排列顺序不变。变性后的 核酸理化性质改变，生物学活性丧失。
核酸是相对分子质量很大的高分子化合物，高分子溶液比 普通溶液黏度要大得多，高分子形状的不对称性愈大，其黏度 也就愈大，不规则线团分子比球形分子的黏度大，线形分子的 黏度更大。由于DNA分子极为细长，因此即使是极稀的溶液也 有极大的黏度，RNA的黏度要小得多。
二、核酸的酸碱性质
核酸和蛋白质一样，也是两性电解质，在溶液中发生两性 电离。因磷酸基的酸性比碱基的碱性强，故其等电点偏于酸性。 利用核酸的两性解离能进行电泳，在中性或偏碱性溶液中，核 酸常带有负电荷，在外加电场力作用下，向阳极泳动。利用核 酸这一性质，可将相对分子质量不同的核酸分离。
DNA的变性是可逆的。变性DNA在适当条件下，变性的两 条互补链重新结合，恢复原来的双螺旋结构和性质，这个过程 称为复性(renaturation)。热变性的DNA经缓慢冷却（称退火处 理）即可复性。最适宜的复性温度比Tm值约低25℃，这个温度 又叫退火温度。
食品生物化学
图5-16 两种不同来源的DNA在260nm的吸收值与温度变化的关系
食品生物化学
DNA的解链过程发生于一个很窄的温度区内，DNA的变性 过程是爆发式的，有一个相变过程，把A260达到最高值的一半时 对应的温度称为该DNA的解链温度或融解温度，用Tm表示。 Tm值大小与DNA碱基组成有关，由于G-C之间的氢键联系要比 A-T之间的氢键联系强得多，故G＋C含量高的DNA其Tm值越高。 通过测定Tm值可知其G＋C碱基的含量。
生物化学 第五章 核酸化学习题含答案
核酸的化学一、是非题1．嘌呤碱分子中含有嘧啶碱结构。
2．核苷由碱基和核糖以β型的C—N糖苷键相连。
3．核苷酸是由核苷与磷酸脱水缩合而成，所以说核苷酸是核苷的磷酸酯。
4．核苷酸的碱基和糖相连的糖苷键是C—O型。
5．核糖与脱氧核糖的差别是糖环的2’位有无羟基。
6．核苷酸的等电点的大小取决于核糖上的羟基与磷酸基的解离。
7．在DNA双链之间，碱基配对A-T形成两对氢键，C-G形成三对氢键，若胸腺嘧啶C－2位的羰基上的氧原于质子化形成OH，A－T之间也可形成三对氢键。
8．任何一条DNA片段中，碱基的含量都是A=T，C=G。
9．DNA碱基摩尔比规律仅适令于双链而不适合于单链。
10．用二苯胺法测定DNA含量必须用同源的DNA作标准样品。
11．DNA变性后就由双螺旋结构变成线团结构。
12．Tin值低的DNA分子中（A－T）％高。
13．Tin值高的DNA分子中（C-G）％高。
14．由于RNA不是双链，因此所有的RNA分子中都没有双螺旋结构。
15．起始浓度高、含重复序列多的DNA片段复性速度快。
16．DNA的复制和转录部必须根据碱基配对的原则。
17．某氨基酸tRNA反密码子为GUC，在mRNA上相对应的密码子应该是CAG。
18．细胞内DNA的核苷酸顺序都不是随机的而是由遗传性决定的。
19．RNA链的5 ′核苷酸的3′羟基与相邻核昔酸的5′羟基以磷酸二酯键相连。
20．假如某DNA样品当温度升高到一定程度时，OD260提高30％，说明它是一条双链DNA。
21．核酸外切酶能够降解所有的病毒DNA。
二、填空题1．核苷酸是由＿＿＿、＿＿＿＿和磷酸基连接而成。
2．在各种RNA中＿＿含稀有碱基最多。
3．T m值高的DNA分子中＿＿＿的％含量高。
T m值低的DNA 分子中＿＿＿％含量高。
4．真核生物的DNA存在于＿＿＿＿，其生物学作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5．细胞内所有的RNA的核苷酸顺序都是由它们的＿＿＿＿＿＿决定的。
6．将双链DNA放置在pH2以下或pH12以上，其OD260＿＿＿，在同样条件下单链DNA的OD260＿＿＿＿＿＿。
生物化学学习题核酸的组成与功能
生物化学学习题核酸的组成与功能核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞的遗传信息传递和蛋白质的合成过程中起着关键的作用。
本文将围绕核酸的组成与功能展开讨论。
第一部分：核酸的组成核酸主要由核苷酸组成，而核苷酸又由磷酸、核糖或脱氧核糖以及核碱基三个部分构成。
核酸可分为两类：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
1. RNA的组成RNA由核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（U）。
RNA具有单链结构，呈现出多样的空间构象。
2. DNA的组成DNA由脱氧核糖和磷酸基团以及四种不同的核酸碱基组成，包括腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。
DNA 以双链螺旋的形式存在，两条链通过碱基间的氢键相互结合。
第二部分：核酸的功能核酸在生物体内具有多种重要的功能，主要包括遗传信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等。
1. 遗传信息传递DNA是生物体内遗传信息的携带者，通过基因的排列组合和序列的变异，决定了个体的遗传特征。
DNA通过复制和遗传物质的传递，保证了遗传信息在代际之间的传递。
2. 蛋白质合成RNA在蛋白质的合成过程中发挥重要作用。
首先，DNA通过转录过程生成RNA的复制体，即mRNA。
然后，mRNA被带有氨基酸的tRNA识别，从而在核糖体上进行翻译，合成出特定的蛋白质。
3. 调控基因表达除了编码蛋白质的mRNA外，RNA还包括转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）和小核RNA（snRNA）等。
这些RNA参与了基因表达的调控过程，例如，tRNA将特定的氨基酸带给核糖体进行蛋白质合成，而rRNA则是核糖体的组成部分。
此外，还有一类特殊的RNA，即非编码RNA（ncRNA），它们不编码蛋白质，而在细胞过程中扮演重要的调控角色，如调控基因表达、修饰染色体结构等。
结语：核酸作为生物体内不可或缺的生物大分子，其组成和功能多种多样。
生物化学第5章核酸化学
生物化学第5章核酸化学课外练习题一、名词解释1、核苷酸；2、核酸的一级结构；3、增色效应；4、DNA变性；5、T m值；二、符号辨识1、DNA；2、RNA；3、mRNA；4、tRNA；5、rRNA；6、AMP；7、dADP；8、A TP；9、NAD；10、NADP；11、FAD；12、CoA；13、DNase；14、RNase；15、Tm；三、填空1、RNA有三种类型，它们是（）, （）和（）；2、除（）只含有DNA或者只含有RNA外，其它生物细胞内既含有DNA也含有RNA；3、核酸具有不同的结构，（）通常为双链，（）通常为单链；4、原核生物染色体DNA和细胞器DNA为（）状双链，真核生物染色体DNA为（）双链；5、核苷酸由核苷和（）组成，核苷由（）和（）组成；6、构成核苷酸的碱基与戊糖连接的类型属于（）连接，糖的构型为（）型；7、稀有碱基在RNA中的含量比在DNA中的丰富，尤其在（）中最为突出，约占10%左右；8、具有第二信使功能的核苷酸是（）和（）；9、辅酶类核苷酸包括（）、（）、（）和（）；10、多聚核苷酸是通过核苷酸的C5’-（）与另一分子核苷酸的C3’-（）形成磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。
11、两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键通常称为（）磷酸二酯键；12、核酸的一级结构是指单核苷酸之间通过（）相连接以及单核苷酸的（）及排列顺序；13、真核生物的mRNA分子存在5’-（）结构（甲基化的鸟苷酸）和3’-（）尾结构；14、1953年，J.Watson和F.Crick提出了著名的（）模型；15、DNA分子由两条DNA单链组成，为（）双螺旋结构，螺旋中的两条主干链方向（），侧链（）互补配对；16、碱基的相互结合具有严格的配对规律，即A与（）结合，G 与（）结合，这种配对关系，称为（）；17、碱基互补形成碱基对时，A和T之间形成（）个氢键，G与C之间形成（）个氢键；18、维持DNA双螺旋结构稳定性的因素包括：两条DNA链之间形成的（）、（）堆积力和（）的负电荷与介质中阳离子的正电荷之间形成的离子键；19、DNA的（）结构是指DNA分子通过扭曲和折叠所形成的特定构象；20、超螺旋是DNA（）结构的一种形式；21、真核生物的核酸通常与蛋白质复合在一起，称为（）。
天津大学生物化学05第五章核酸化学
（二）DNA的二级结构1(总)
1．DNA双螺旋结构模型的要 点 2．双螺旋结构的稳定因素 3．DNA双螺旋的不同类型
.
（二）DNA的二级结构2
➢公 认 的 为 1953 年 watson 和 crick 提 出 的 DNA 双 螺旋结构模 型
.
（二）DNA的二级结构3
➢此模型的建立主要基于两方面的根据 ➢（1）碱基组成A=T，C=G，并证明A 与T之间可生成两个氢键，而C与G之间 三个氢键。 ➢（ 2 ） X 衍 射 结 构 分 析 ： 不 同 来 源 的 DNA纤维具有相似的X光衍射图谱。
➢含量:占总RNA的5% ➢存在：在细胞核中以DNA为模板被合成以后，
可能暂存于核仁内，也可能立即转移到胞质中， 并以每分子mRNA与几个或几十个核蛋白体结合 成串珠样的多核蛋白体形式而存在。
➢特点：一般都很不稳定，代谢活跃，更新迅速，
寿命较短，种类很多。
➢功能:在蛋白质生物合成中起传递遗传信息的作
➢（2）离子键及范德华力：DNA分子中磷酸基因在生理 条件下解离，使DNA成为一种多阴离子，这有利于它与 带正电荷的其它阳离子基团发生静电作用，这样减少双链 间的静电排斥，有利于双螺旋的稳定。
➢（3）碱基堆积力：目前普遍认为堆积碱基间的疏水作 用是稳定DNA结构的更重要的因素。大量碱基层层堆积， 两相邻碱基的平面十分贴近，于是使双螺旋结构内部形成 一个强大的疏水区，与介质中的小分子隔开，有利于互补 碱基之间氢键的形成。
.
1．DNA双螺旋结构模型要点1（1）
➢（1）DNA分子是由两条方向相反的平行 的多核苷酸链构成。即p5’-糖3‘-p的结构 与p3’-糖5‘-p的结构相对;两条链的糖－磷 酸主链都是右手螺旋，有一共同的螺旋轴。
华中农业大学生物化学本科试题库 第5章 核酸化学
第5章核酸化学单元自测题(一) 名词解释1．核酸，2．核酸一级结构，3．DNA二级结构，4．碱基互补规律，5．稀有碱基、稀有核苷酸，6．环化核苷酸，7．多磷酸核苷酸，8．增色效应，9．减色效应，10．发卡结构11．分子杂交，12．Tm值，13. 回文序列，14. 同裂酶，15. 限制性物理图谱（二）填空题1．核酸可分为和两大类，其中主要存在于中，而主要存在于。
2．核酸完全水解生成的产物有、和，其中糖基有，碱基有和两大类。
3．生物体内的嘌呤碱主要有二种，和，嘧啶碱主要有、和，某些RNA分子中还含有微量的其它碱基，称为。
4．DNA和RNA分子在物质组成上有所不同，主要表现在和的不同，DNA分子中存在的是和，RNA分子中存在的是和。
5．RNA的基本组成单位是、、、，DNA的基本组成单位是、、、，它们通过键相互连接形成多核苷酸链。
6．DNA的二级结构是结构，其中碱基组成的共同特点是(若按摩尔数计算) 、、。
7．测知某一DNA样品中，A＝0.53mol，C＝0.25mol、那么T＝mol，G＝mol。
8．嘌呤环上的第位氮原子与戊糖的第位碳原子相连形成键，通过这种键相连而成的化合物叫。
9．嘧啶环上的第位氮原子与戊糖的第位碳原子相连形成键，通过这种键相连而成的化合物叫。
10. 有两个主要的环核苷酸是、，它们的主要生理功用是。
11．写出下列核苷酸符号的中文名称：ATP 、dCDP 。
12. DNA的Tm值的大小与其分子中所含的的种类、数量及比例有关，也与分子的、有关。
若含的A—T配对较多其值则、含的G—C配对较多其值则，分子越长其Tm值也越。
13．组成核酸的元素有、、、、等，其中的含量比较稳定，约占核酸总量的，可通过测定的含量来计算样品中核酸的含量。
14．DNA双螺旋结构的维系力主要有和。
15. DNA分子中G，C含量高分子较稳定，同时比重也较、解链温度也。
16．RNA主要有三类，既、和、它们的生物功能分别是、和。
核酸名词解释生物化学
核酸名词解释生物化学
核酸是一类重要的生物分子，是构成生物体的基本遗传物质。
它们由核苷酸单元组成，每个核苷酸由一个糖分子、一个碱基和一个磷酸基团组成。
在生物体内，核酸分为两种类型：脱氧核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是一种双链结构，由两根互补的单链组成，形成了著名的双螺旋结构。
RNA则是单链结构。
DNA负责储存和传递遗传信息，而RNA则在蛋白质合成中起着重要的作用。
核酸的碱基是决定其遗传信息的关键部分。
DNA中有四种碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
RNA中胸腺嘧啶（T）被一个类似的碱基尿嘧啶（U）取代。
这些碱基的顺序以及它们在核酸链中的排列方式决定了生物体的遗传信息。
除了遗传信息的储存和传递，核酸还参与了许多生物化学过程。
例如，RNA可以作为一种酶的形式存在，称为核酸酶（RNA酶），它们能够催化和调控生物体内的化学反应。
此外，核酸还参与了细胞信号传导、蛋白质合成、基因调控等许多生物过程。
由于核酸在生物体内的重要作用，对核酸的研究也成为生物化学领域的重要研究方向。
通过研究核酸的结构和功能，科学家们可以更好地
理解生命的本质，并为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
《生物化学》-第一章
第一章 核酸
学习目标
学习目标
1 掌握核酸的元素组成和基本组成单位 2 掌握DNA的分子结构 3 掌握mRNA、tRNA、rRNA的分子结构
掌握核酸的理化性质，熟悉核酸分子 4 杂交的原理
学习目标
核酸
➢ 是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，具有复杂的结构和重要的功能，是生命遗 传的物质基础
第一节 核酸的分子组成
三、核酸中核苷酸的连接方式
➢ 核酸中核苷酸的连接键是3′,5′-磷酸二酯键，由前一 个核苷酸的3′-羟基与后一个核苷酸的5′-磷酸基脱水 缩合而成
➢ RNA分子的基本结构是由许多核苷酸相连而成的多 聚核苷酸链，DNA分子的基本结构是由许多脱氧核 苷酸相连而成的多聚脱氧核苷酸链
➢ 核小体是染色质的基本组成单位，由DNA和5种组蛋白（H1、H2A、 H2B、H3、H4）共同构成
➢ 真核生物染色体的形成过程大致为： ➢ 各2分子的组蛋白H2A、H2B、H3和H4共同构成八聚体，DNA双链在八
聚体上形成盘状核心颗粒 ➢ 核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1连接起来，形成串珠样的染色质细丝 ➢ 染色质细丝经过进一步盘曲、缠绕、压缩，最终在核内组装成染色体 ➢ 在分裂期形成染色体的过程中，DNA的长度被压缩了8 000～10 000倍
第二节 DNA的分子结构
二、DNA的二级结构——双螺旋结构
DNA是反向平行、“右手螺旋”的双链结构
➢ DNA分子是由两条反向平行的多聚脱氧核苷酸链围绕同一中心轴，以“右手螺旋”方式形成的双螺旋结构 ➢ 由于连接两条主链上的配对碱基并非直接相对，从而在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟 ➢ 大沟和小沟分别指双螺旋结构表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽，其结构与蛋白质、DNA之间的相互识别
生物化学-核酸
4.分子杂交
DNA单链与在某些区域有互补序列的异源DNA单链 或RNA链形成双螺旋结构的过程。这样形成的新 分子称为杂交DNA分子。
核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有 重要意义。
Southern 杂交（Southern bolting） Northern 杂交（Northern bolting） Western 杂交 （Western bolting）
1. 变性
稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链 结构的过程。核酸的的一级结构(碱基顺序)保持不变。
变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸 收增加（增色效应）
变性因素 pH（>11.3或<5.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度 加热
2. 热变性和Tm
的聚腺苷酸(polyA)，称为 “尾结构” ，5’ -末端 有一个甲基化的鸟苷酸，称为” 帽结构“ 。
五、snRNA （small nucleic RNA 核小RNA）
scRNA （small cytoplasmic RNA） asRNA （antisense RNA）
第五节 核酸的性质
一、一般的理化性质
5
二氢尿嘧啶核苷 D
取代核苷的表示方式
OH
7-甲基鸟苷 m5G
四、核苷酸（nucleotide）
核苷酸
核苷+磷酸 戊糖+碱基+磷酸
HH
五、核苷酸衍生物
1. 继续磷酸化
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
生物化学知识点与题目-第五章-核酸
第五章核酸一、DNA/RNA结构与功能RNA结构和功能的多样性，两类核酸的比较脱氧核糖核酸（DNA）的结构：方向性: 5′3′，5’-磷酸端，3’-羟基端Chargaff法则维持DNA结构的作用力：碱基堆积力核糖核酸（RNA）的结构：3′→5′磷酸二酯键tRNA的一级结构特点，tRNA二、三级结构校正tRNAmRNA的结构特征：二、性质及应用核酸的变性、复性及杂交：增色效应与减色效应；DNA的熔点、紫外吸收：260nm 核酸的水解：碱水解，RNA的磷酸酯键易被稀碱水解，得到2′,3′-核苷酸混合物酶水解：核酸酶属于磷酸二酯酶核酸研究技术：Sanger双脱氧终止法DNA测序原理一、DNA/RNA结构与功能RNA结构和功能的多样性，两类核酸的比较脱氧核糖核酸（DNA）的结构：方向性: 5′3′，5’-磷酸端，3’-羟基端Chargaff法则维持DNA结构的作用力：碱基堆积力核糖核酸（RNA）的结构：3′→5′磷酸二酯键tRNA的一级结构特点，tRNA二、三级结构校正tRNAmRNA的结构特征：名词解释反密码子Chargaff规则碱基堆积力DNA的一级结构DNA的二级结构选择题1．A TP分子中各组分的连结方式是：A、R-A-P-P-PB、A-R-P-P-PC、P-A-R-P-PD、P-R-A-P-PE、P-A-P-R-P 2．决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是：A、3′末端B、T C环C、二氢尿嘧啶环D、额外环E、反密码子环3．构成多核苷酸链骨架的关键是：A、2′，3′－磷酸二酯键B、2′，4′－磷酸二酯键C、2′，5′－磷酸二酯键D、3′，4磷酸二酯键E、3′，5′－磷酸二酯键4．含稀有碱基较多的核酸是：A、核DNAB、线粒体DNAC、tRNAD、mRNAE、rRNA 5．有关DNA的叙述哪项绝对错误：A、A＝TB、G＝CC、Pu=PyD、C总=C+mCE、A=G，T=C 6．真核细胞mRNA帽结构最多见的是：A、m7ApppNmPB、m7GpppNmPC、m7UpppNmPD、m7CpppNmPE、m7TpppNmP7．下列哪种辅酶结构中不含腺苷酸残基：A、FADB、NADP+C、辅酶QD、辅酶A填空题1．核酸可分为和两大类，前者主要存在于真核细胞的和原核细胞部位，后者主要存在于细胞的部位。
生物化学5.5 第五章 核酸化学
DNA双螺旋结构的证据
① X射线衍射数据 ② Chargaff 规则 ③ 碱基的互变异构
DNA分子中不同碱基之间的可能配对
分子扁平可紧密堆积 单环与双环配对
密实
配对 防水 不溶于水可稳定贮藏
四种碱基
大沟和小沟
双螺旋稳定的因素
（1）氢键 氢键固然重要，但主要决定碱基配对的特
异性，对双螺旋稳定的贡献不是最重要的，起
常见的核糖核苷酸的化学结构
环核苷酸的化学结构
AMP、ADP和ATP
能量合成、别构效应物 蛋白质合成
CTP：脂肪合成 UTP：糖原合成
OHOHOH O
CH2CHCHCHCH2OPOH
NN
OH
CH3
CO
CH3
NH NC
O
CH3OH O
O
CH2 C CH C NH CH2 CH2 C NH CH2CH2SH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A型双螺旋、B型双螺旋和Z型双螺旋的比较
Z-DNA
由Alex Rich发现
存在于DNA富含G:C的区域 G为顺式构象 C 保持反式，但整个胞苷酸（碱基和脱
氧核糖）翻转180度 结果是 G:C 氢键在Z-DNA中得以保持!
从DNA双螺旋到染色体
染 色 体 紧 密 包 裹 核 酸
决定性作用的是碱基堆集力。
（2）碱基堆集力
5’
3’
这是碱基对之间在垂直方向上的相互作用
所产生的力。它包括疏水作用和范德华力。碱
基间相互作用的强度与相邻碱基之间环重叠的
面积成正比。总的趋势是嘌呤与嘌呤之间>嘌呤 3’ 与嘧啶之间>嘧啶与嘧啶之间。另外碱基的甲基
5’
化能提高碱基的堆积力。
核酸生物化学
核酸生物化学《核酸生物化学》嘿，同学们！今天咱们来聊聊核酸生物化学里的那些化学式相关的有趣知识。
一、核酸的基本组成单元：核苷酸咱们先来说说核苷酸，它就像一个小小的积木块，是构建核酸这个大城堡的基础材料。
核苷酸由三部分组成：磷酸、戊糖和含氮碱基。
这就好比一个小玩具，磷酸是它的一个小零件，戊糖是另一个零件，含氮碱基则是第三个零件，这三个零件组合在一起才构成了核苷酸这个完整的小玩具。
从化学式的角度看，磷酸基团有自己的化学结构，里面有磷原子（P）、氧原子（O）和氢原子（H），它们之间通过化学键连接在一起。
这里的化学键啊，就像小钩子一样。
比如说离子键，就像是带正电和带负电的原子像超强磁铁般吸在一起。
就好比你有两块磁铁，一块是正极，一块是负极，它们“啪”地一下就吸住了，这就是离子键的感觉。
而共价键呢，是原子共用小钩子连接，就像两个人共同拉着一个小绳子，这个小绳子就是它们共用的小钩子，这样原子就紧密地结合在一起了。
二、核酸分子的构建：聚合反应与化学平衡许多核苷酸要连接起来才能形成核酸，这个连接的过程就像是把一个个小积木块搭成一个长长的积木桥。
核苷酸之间的连接反应其实是一个化学平衡的过程，这就像拔河比赛一样。
反应物（单个的核苷酸）和生成物（连接起来的核酸链）就像两队人。
在反应开始的时候，可能有很多单个的核苷酸（反应物这边人多力量大），它们不断地连接起来形成核酸链（生成物这边的人慢慢变多）。
当达到正逆反应速率相等的时候，就像是拔河的两队人力量达到了平衡，这时候核酸链的长度和核苷酸的浓度都不再变化了，这就是化学平衡的状态。
三、核酸分子的极性：分子的极性类比核酸分子有一定的极性，这又是什么意思呢？咱们可以类比小磁针。
就像水分子是极性分子一样，水的氧一端像磁针南极带负电，氢一端像北极带正电。
核酸分子里的各个组成部分也有类似的电荷分布情况。
不过呢，有些分子是没有极性的，就像二氧化碳是直线对称的非极性分子。
想象一下，二氧化碳分子就像一个两边完全对称的哑铃，中间的碳原子和两边的氧原子排列得非常对称，所以它整体没有极性，就像一个完全平衡的东西，没有哪一端特别“带劲”（带电性）。
生物化学与原理1核酸-1
H3C NH
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
2,4-二氧基-5-甲基嘧啶
3、 核苷(ribonucleoside)
核糖（脱氧核糖）的苷羟基与碱基的亚氨基脱水 缩合形成糖苷键(C-N键) 。
嘧啶核苷： C1-N1
嘌呤核苷： C1-N9
核苷：A, G, U, C 脱氧核苷：dA, dG, dT, dC
热致死S 热致死S + 活的R
细菌特征 无荚膜 有荚膜
宿主感染后反 应 存活
死亡 存活 死亡
热致死S中的DNA + 活的R
死亡
实验表明：高温杀死的S型球菌中有一种物质或称转 化因子进入R球菌中，使其转变成S型球菌。
Avery等人于1944 年在离体条件下完成 了Grifths发现的转化 过程，证明遗传的物 质基础是DNA而不是蛋
白质。
Oswald Theodore Avery ( 1877 - 1955 )
一、核酸的种类和分布
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
真核生物：细胞核、叶绿体、线粒体 原核生物：细胞质 细菌：质粒DNA
携带遗传信息
核糖核酸
细胞质（主要）、细胞核（核仁）
(ribonucleic acid, RNA)
9
1´
1
1´
4、 核苷酸(ribonucleotide)和稀有核苷酸
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核 苷酸（脱氧核苷酸）。
5'-核苷酸
3'-核苷酸
2'-核苷酸
核糖核苷的糖环上有3个自由羟基，可以酯化分别 生成2´-，3´-和5´-三种核苷酸。
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DNA的二级结构-双螺旋结构 • DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 • DNA双螺旋结构模型要点 DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 • DNA的超螺旋结构 • 原核生物DNA的高级结构 • DNA在真核生物细胞核内的组装
DNA的功能
一、 DNA的二级结构 ----双螺旋结构
嘧啶: 胞嘧啶(C),尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T)
二、核苷酸的结构
1. 核苷(ribonucleoside)的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖 苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
HO CH 2 NH2 N
1
O N O
核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
1´
定义
核酸中核苷酸的排列 顺序。 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。
结构式
书写方法
A G T G C T
线条式
5 P
P
P
P
P
P
OH 3
字母式
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3
ACTGCT
第二节 DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
核糖核酸
90%以上分布于细胞质。 参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。
(ribonucleic acid, RNA)
第一节 核酸的化学组成及其一级结构
The Chemical Component and Primary
Structure of Nucleic Acid
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
氢键维持双链横向稳定 性，碱基堆积力维持双 链纵向稳定性。
（三）DNA双螺旋结构的多样性
不同类型的DNA，其功能亦不 同，与基因表达的调节调控有关。
（四）DNA的多链螺旋结构
Watson-Crick氢键
Hoogsteen氢键
OH
N O
ADP
NH2 N N N
OH OH
AMP
OH OH
O OH
O OH
O N O
HO P O P O P O CH2
OH
ATP
OH OH
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸: cAMP，cGMP
NH2 N O CH2 N O N N
cAMP
O P OH O OH
核小体的组成
DNA：约200bp
组蛋白：H1 H2A，H2B H3 H4
Histone octamer：
two molecules each of histones H2A, H2B, H3, H4
（1）H2A、H2B、H3和H4各两分子组成组蛋白八聚体，构成核心组蛋白。 双螺旋DNA(146bp)以左手超螺旋的方式绕核心颗粒1.75圈，缠绕在核心组 蛋白表面，构成核心颗粒。两端各有11bp与H1结合，形成完整的核小体连 接区DNA（平均55bp）将相邻的核小体连接。
核小体是所有真核生物染色质结构中的重复结构单位。
核小体链可进一 步盘绕成 30 nm 染色质纤丝, 每圈 6个核小体。
The model of the solenoid (螺线管)
30nm染色体螺旋管的模型(引自Griffithset al1999)
（3）扭曲成突环（Loop）附着在非组蛋白组成的支架 （scaffold），约含75kb DNA
（一）DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义
碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] = [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
DNA纤维的X-线衍射图谱分析
Chargaff 规则 任何一种生物中嘌呤碱与嘧啶碱数量相同 即：A=T，G=C →[A+G]=[T+C] ； 不同生物的DNA,其碱基组成具有种属特异性；
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
环化核苷酸: cAMP，cGMP
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
含核苷酸的生物活性物质：
3. 核苷酸的连接
5´端
C
核苷酸之间以磷酸 二酯键连接形成多核苷 酸链，即核酸。
A
G
3´端
三、核酸的一级结构
• 不同生物的碱基组成有很大差异： 可用不对称比率： (A+T) / (G+C) 表示
DNA双螺旋结构发现的历史意义： 揭示了生物体遗传信息储存及表达的分子机制 开创了现代分子生物学 是生物学发展史上的里程碑
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson&Crick, 1953）
DNA分子由两条相互平行但走向相
反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-
脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋
方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为 2.4nm，形成大沟(major groove)及 小沟(minor groove)相间。
Watson&Crick The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 (1953)
O N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
N
NH2
嘧啶(pyrimidine)
5 4 3 2 N
NH2 N
6 1 NH
O H3C NH
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
O
NH
NH
O
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
尿嘧啶(uracil, U)
碱基的互变异构
酮式－烯醇 C=O N 氨基－亚氨基 C-NH2 +HN 受介质pH影响 C-OH
DNA （2nm, 200bp ）
核小体链（ 11nm,每个核小体200bp）
纤丝（ 30nm,每圈6个核小体）
突环（ 150nm,每个突环大约75000bp） 玫瑰花结 （ 300nm ,6个突环）
螺旋圈（ 700nm,每圈30个玫瑰花） 染色体 （ 1400nm 每个染色体含10个玫瑰花）
DNA
一、核酸的化学组成
1. 元素组成
C、H、O、N、P（9~10%）
2. 分子组成 —— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱
—— 戊糖(pentose)：核糖，脱氧核糖
—— 磷酸(phosphate)
碱
基
N
NH2 N
嘌呤(purine)
N 7 8 9 NH
NH N
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
OH OH
Nucleosides & Nucleotides
Nucleoside
phosphoester bond
glycosidic bond
2. 核苷酸(Ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
O HO O CH 2 P HO CH 2 OH
▲
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一、核酸的发现和研究工作进展
1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1965年 Nirenberg发现遗传密码 1970年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1999年 中国人类基因组计划启动（1%） 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架
意义 DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学 变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过
程具有关键作用。
拓扑学：研究物体变形后仍然保留下来的 结构特征
（二）原核生物DNA的高级结构
（三）DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，
其基本单位是 核小体(nucleosome)。
James Watson Oswald Avery
Francis Crick
肺 炎 球 菌 的 转 化 作 用 实 验
噬菌体侵染实验
二、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA) 主要存在于细胞核，其余分布于核外 如线粒体，叶绿体，质粒等。 携带遗传信息，决定细胞和个 体的基因型(genotype)。
压缩7倍
核小体
压缩6倍
螺线管
压缩40倍
超螺线管
压缩5倍
染色单体 共计压缩8400倍
三、DNA的功能
（一）贮存遗传信息
DNA分子中A、T、C、G四种碱基 的排列顺 序中 蕴藏 着遗传信息。
（二）复制 DNA----DNA
（三）表达
1. 转录: DNA----RNA 2. 翻译: mRNA----多肽链
NH2 N
核苷酸：
脱氧核苷酸：
O O
N
O
AMP, GMP, UMP, CMP
OH OH OH
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
NH2 N O
O
O N O N
NH2 N N