生化第二章 核酸
生化课后练习答案
生化课后练习答案
《生物化学》复习资料
第二章核酸化学
2、试从分子大小、细胞定位以及结构和功能上比较DNA和RNA。DNA由两条互补的脱氧核糖核甘酸亚单元的链组成的双螺旋结构,RNA 仅是比DNA小得多的核糖核苷酸亚单元单链结构;DNA中有胸腺嘧啶(T),但无尿嘧啶(U),但RNA则相反,DNA主要生物的遗传信息的载体,指导蛋白质的合成等,而RNA则在于遗传信息的转录, 翻译与蛋白质的合成等,有时也可以作为一种催化剂在生物的生命活动起一定的作用.DNA主要存在于细胞核与线粒体,RNA主要存在细胞质基质中。
3.试从结构和功能上比较tRNA,rRNA,mRNA.
1.mRNA的结构与功能:mRNA是单链核酸,其在真核生物中的初级产物称为HnRNA。大多数真核成熟的mRNA分子具有典型的5’-端的7-甲基鸟苷三磷酸(m7GTP)帽子结构和3’-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构。mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板,分子中带有遗传密码。mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组,在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸,这种核苷酸三联体称为遗传密码(coden)。
2.tRNA的结构与功能:tRNA是分子最小,但含有稀有碱基最多的RNA。tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形,
故称为“三叶草”结构,可分为五个部分:①氨基酸臂:由tRNA 的5’-端和3’-端构成的局部双螺旋,3’-端都带有-CCA-OH顺序,可与氨基酸结合而携带氨基酸。②DHU臂:含有二氢尿嘧啶核苷,与氨基酰tRNA合成酶的结合有关。③反密码臂:其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体,在蛋白质生物合成中,可以用来识别mRNA上相应的密码,故称为反密码(anticoden)。④TψC臂:含保守的TψC 顺序,可以识别核蛋白体上的rRNA,促使tRNA与核蛋白体结
生化核酸习题(附答案)
第2章核酸的结构与功能
一、选择题
A型题
1.下列关于DNA结构的叙述不正确的是
A.碱基配对发生在嘌呤和嘧啶之间B.鸟嘌呤和胞嘧啶形成3个氢键
C.DNA两条多聚核苷酸链的方向相反D.DNA的二级结构为双螺旋
E.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成3个氢键
2.DNA分子的腺嘌呤含量为20%,则胞嘧啶的含量应为
A.20%B.30%C.40%D.60%E.80%
3.DNA合成需要的原料是
A.ATP、CTP、GTP、TTP B.A TP、CTP、GTP、UTP C.dATP、dCTP、dGTP、dTTP
D.dATP、dCTP、dGTP、dUTP E.dAMP、dCMP、dGMP、dTMP
4.DNA变性是指
A.DNA中的磷酸二酯键断裂B.多聚核苷酸链解聚C.DNA分子由超螺旋变成双螺旋
D.互补碱基之间氢键断裂E.DNA分子中碱基丢失
5.DNA和RNA共有的成分是
A.D-核糖B.D-2-脱氧核糖C.鸟嘌呤D.尿嘧啶E.胸腺嘧啶6.DNA和RNA彻底水解后的产物
A.戊糖相同,部分碱基不同B.碱基相同,戊糖不同C.戊糖相同,碱基不同
D.部分碱基不同,戊糖不同E.碱基相同,部分戊糖不同
7.有关RNA的描述不正确的是
A.mRNA分子中含有遗传密码B.在蛋白质合成中,tRNA是氨基酸的载体
C.胞浆中有hnRNA和mRNA D.snmRNA也具有生物功能
E.rRNA可以组成核蛋白体
8.hnRNA是下列哪种RNA的前体
A.tRNA B.rRNA C.mRNA D.snRNA E.snoRNA
9.核酸具有紫外吸收能力的原因是
Chapter 2 核酸的结构与功能教学教材
Sanger双脱氧链终止法
在PCR时分别加入ddA, ddT, ddC, ddG(相应于4 种碱基)
ddX的两个作用:
可以当作正常碱基参与复制 一旦链入DNA中,其后就不能再继续连接
电泳 谁终止,碱基就是谁 此方法获1980年Nobel化学奖 现有的自动化测序仪基本按此原理设计
N=A/U/G/C
同样,dNDP、dNTP, N=A/T/G/C
腺嘌呤 腺苷
16
核苷多磷酸的生物学功能:
§NTP和dNTP分别是RNA和DNA的直接前体。 §ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。水
解时, ATP可以释放出大量自由能,推动生物体内 各种需能的生化反应。 §UDP、ADP、GDP在多糖合成中,可作为携带葡 萄糖基的载体;CDP在磷脂合成中可作为携带胆 碱的载体。 §GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能 量的作用。
25
脱氧核甘酸
双脱氧核甘酸
少一个- OH
26
技术路线与要求
制备单链模板
将单链模板与一小段引物退火
加入DNA聚合酶(Klenow)+ 4种dNTP + 引物 (分别加入少量4种ddNTP)
将4种反应产物分别在4条泳道电泳
根据4个碱基在4条泳道的终止位置读出基因序列
27
双脱氧wk.baidu.com末端终止法测序基本原理
生化各章重点内容
第一章蛋白质化学
氨基酸/蛋白质的等电点
蛋白质各级结构以及结构和功能之间的关系,举例(大题)
维持蛋白质各级结构稳定性的主要因素
生物活性肽:谷胱甘肽
第二章核酸化学
DNA双螺旋结构的结构要点(常考)
核酸变性与复性(常考)
维持核酸结构稳定性的因素(常考)
碱基堆积力、DNA熔解温度(Tm)、增色效应和减色效应的概念tRNA的二级结构和三级结构
第三章酶
酶的化学本质、特点及结构(活性中心、辅酶、辅基、脱辅酶分别是什么)
影响酶活力的主要因素及对酶促反应速率的影响
米氏常数的生物学意义(常考)
竞争性抑制、反竞争性抑制和非竞争性抑制的概念及特点(Km 及V max的变化)
第四章新陈代谢与生物氧化
生物氧化的概念及特点
呼吸链的组成、分类及对应的能量生成(NADH 2.5 ATP;FADH2
1.5 ATP)
氧化磷酸化的概念、分类及对应的三种学说
胞液中NADH的两种跨膜运转方式(磷酸甘油和苹果酸)
第五章糖代谢
三羧酸循环的关键调控步骤及其生理意义 P243-244 (常考)糖异生、糖酵解及磷酸戊糖途径的概念
糖异生与糖酵解途径中的关键酶 P237、257-258
第六章脂类代谢
ACP 酰基载体蛋白的生物功能
酮体有哪些
脂肪酸的β-氧化与软脂酸合成过程及异同点(习题指导问答
题第2题)
第七章氨基酸代谢
尿素生成的主要阶段
一碳单位
生酮氨基酸
转氨基作用
第八章核苷酸代谢
核苷酸的从头合成及补救合成概念
嘌呤核苷酸及嘧啶核苷酸从头合成途径的区别
第九章核酸的生物合成
以原核生物大肠杆菌DNA复制为例说明参加复制过程的蛋白质主要有哪些?(大题)
核酸化学ppt课件
4.DNA双螺旋的研究进展
(1)Z-DNA
1979年美国A·Rich等人发现了左旋DNA(左手 DNA双螺旋结构)
Z-DNA特点:
两条多核苷酸绕成一个左手螺旋; 糖磷酸骨架链的走向呈“Z”字形,因此被称为Z-
DNA; 分子外表只有一道沟槽(大沟消失,小沟加深); 碱基对在分子轴外侧,并构成分子的凸面; DNA双螺旋体比较细长。
合成基地 – 核糖核蛋白体。
5´-帽子 5´-非密码区 密码区 3´-非密码区
polyA
tRNA (转移RNA)
Transfer RNA
约占总RNA的10-15%。 它在蛋白质生物合成中起翻译氨基酸信
息,并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋 白体的作用。 已知每一个氨基酸至少有一个相应的 tRNA。 RNA 分 子 的 大 小 很 相 似 , 链 长 一 般 在 73-78个核苷酸之间。
胞内
腺苷酸环化酶
ATP (AC)
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
cAMP + PPi
磷酸二酯酶
5´-AMP
第三节 核酸的分子结构
包括DNA的结构、RNA的结构 (一)DNA的一级结构Prima。ry structure即DNA的共价结构
生物化学试题 核酸化学
第二章核酸化学.
三、典型试题分析
1. 下列几种DNA分子的碱基组成比例不同,哪一种DNA的Tm值最低(1999年生化试题)
A. DNA中A-T占15%B.DNA中G-C占25%
C. DNA中G-C占40%D.DNA中A-T占80%
E. DNA中G-C占55%
[答案] D
2. 核酸的各基本单位之间的主要连接键是(2000年生化试题)
A.二硫键B.糖苷键C.磷酸二酯键
D.肽键E,氢键
[答案) C
3.DNA的二级结构是:
A.α—螺旋B.β-片层C.β—转角
D.超螺旋结构E,双螺旋结构
[答案) E
4. DNA的热变性特征是
A. 碱基间的磷酸二酯键断裂
B.一种三股螺旋的形成
C.黏度增高
D.融解温度因G-C对的含量而异
E.在260nm处的光吸收降低
[答案] D
5. 下列关于DNA碱基组成的叙述,正确的是
A. 不同生物来源的DNA碱基组成不同
B,同一生物不同组织的DNA碱基组成不同
C. 生物体碱基组成随着年龄变化而改变
D.A和C含量相等E.A+T=G+C
[答案] A
6,DNA受热变性时(士998年硕士研究生入学考试题)
A. 在260nm波长处的吸光度下降
B,多核苷酸链断裂成寡核苷酸链 C. 碱基对可形成氢键
D,加入互补RNA链,再冷却,可形成DNA/RNA杂交分子
E. 溶液黏度增加
[答案] D
7,在核酸中占9%"-11%,且可用之计算核酸含量的元素是(1997年
硕士研究生入学考试题)
A. 碳B,氧C.氮D.氢E.磷
[答案] E
8,下列关于B-DNA双螺旋结构模型的叙述中哪一项是错误的?
A. 两条链方向相反B,两股链通过碱基之间的氢键相连C.为右手螺旋,每个螺旋为10个碱基对
核酸的结构与功能
P30
核酸分子大小的表示方法
碱基数目(单链): base或kilobase, kb 碱基对数目(双链): base pair, bp或kilobase pair, kb DNA和RNA的分子量呈多样性
<50bp常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)
三、荷载遗传信息的DNA大分子 具有超螺旋结构 DNA的超螺旋结构
是指DNA在双螺旋结构的基础上,进一步旋转折 叠,在蛋白质的参与下组装成的空间构象。 正超螺旋:与双螺旋同向,使之变紧
负超螺旋:与双螺旋反向,使之变松
P35
1、原核生物DNA形成超螺旋
原核生物DNA、线粒体、叶绿体、质粒、噬菌体及某 些病毒的DNA是共价封闭的环,主要形成负超螺旋,
碱基的互变异构体
O C HN 酮式 NH 2+ HN 亚氨式
+
OH C N 烯醇式 NH 2 HN 氨式 N N
O C
-
+ H+
NH 2 + H+
P26
三、碱基与戊糖相连形成核苷, 核苷与磷酸连接形成核苷酸
NH2
戊糖的C1与嘌呤的
N
N CH OH O 2 H H OH H 2'
基础生化试题集
基
础
生
物
化
学
试
题
集
基础生物化学教研室
第二章核酸
一.填空
1、tRNA的二级结构为型,三级结构为型。
2、TRNA运送氨基酸时与氨基酸相连的臂称为,末端最后三个碱基排列顺序为,位于端。
3、核酸中富含修饰成分的是,含帽子结构的是。
4、B-DNA双链中一条链的方向是,另一条链的方向是,每对碱基旋转一圈,螺距为nm,碱基平面与螺轴,且位于螺旋的侧,磷酸-脱氧核糖位于螺旋侧。
5、双螺旋结构稳定的作用力是、、。
6、任何有机体都含有和两种最基本的化学成分.
7. 核酸根据其化学组成可分为和两大类;核苷酸由和和.组成.
8、细胞质中的RNA主要分为和和.其中是具有传递遗传信息的作用; 是转运氨基酸的工具; 是和核糖体结合构成蛋白质合成的场所。
9、在寡聚核苷酸5'GACGTCACT3’的互补序列为。
10. DNA的紫外吸收峰是nm,蛋白质是nm.
11. tRNA分子3端有一共同的碱基序列,其功能是.
12. RNA中常见的碱基是, , 和.
二选择题:
1.RNA和DNA彻底水解后的产物
A.核糖相同,部分碱基不同 B.碱基相同,核糖不同C.部分碱基不同,核糖不同 D.碱基不同,核糖相同E.以上都不是
2.核酸分子中核苷酸之间的连接方式是:
A.2’,3’磷酸二酯键 B.3’,5’磷酸二酯键C.2’,5’磷酸二酯键 D.糖苷键
E.氢键
3.下列哪组碱基的含量高,则双螺旋DNA的Tm值也高
A.A+G B.A+T
C.C+T D.C+G
E.A+C
4.核酸的最大吸收波长是
A、260nm B 290nm C 270nm D 280nm
2 糖、脂、蛋白质、核酸的生物化学
(二)糖类的来源与存在
(2)存在与分布
所有生命机体中,其中: � 植物:含糖量占其干 重的85-90%; � 动物:含糖量不超过 其干重的2% � 微生物:含糖量占其菌体干重的10-30%
(二)糖的分类
单 糖
不能用水解方法再 降解的小分子糖, 它是复杂糖类的单体。 由丙糖:甘油醛、二羟丙酮 2~10个单糖分子脱水 缩合后而成的低聚化合 戊糖:核糖、脱氧核糖 最重要的是双糖。 己糖:葡萄糖、果糖 蔗糖:葡萄糖+果糖 由多个单糖分子脱水缩合 麦芽糖:葡萄糖+葡萄糖 后而成的高聚化合物,是 最常见的糖类。 乳糖:葡萄糖+半乳糖 淀粉:大米、小麦等 糖原:肝糖原、肌糖原 纤维素:蔬菜等食物
类脂
胆固醇
脂肪(甘油三酯)
� �
包括动物性和植物性两大类油脂。 如猪油、牛羊油、鱼肝油、奶油、鸡油、豆油、 花生油、菜油、麻油、茶油等。 这是一类在人体饥饿时即会减少储藏量的脂肪 。 主要构成均为甘油三酯:一分子的甘油,三分 子的脂肪酸。
� �
脂 肪 酸
� � �
根据构成脂肪的脂肪酸不同可分为: 饱和脂肪酸; 不饱和脂肪酸两类。 不饱和脂肪酸是人体不能自身合成必须依 必须脂肪酸 赖食物提供的脂肪酸称为 赖食物提供的脂肪酸称为必须脂肪酸
1 游离态
2 化合态
(一)游离态
糖在体内的运输形式,如血糖。 空腹状态人体血糖浓度 约为4.4-6.6mmol/L,总量约6g。
核酸知识
B. 噬菌体感染实验---1952年Hershey和Chase
用 32P标记噬菌体DNA,使标记的噬菌体感染大肠杆菌, 经短期保温后,噬菌体就附着在细菌上。然后用搅拌器
(10000转/分)搅拌几分钟,使噬菌体与大肠杆菌分开,再
用高速离心机使细菌沉淀,分析沉淀和上清中的放射性。用
35S标记噬菌体的蛋白质外壳,进行同样的验证实验。
O
N
3 N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
N
NH2
嘧啶(pyrimidine)
5 6 4 3 2 1 NH N
O
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O H 3C
NH2
N
NH
NH
O
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
胸腺嘧啶(thymine, T)
O N NH
稀有碱基
H H
O
NH
NH
CH3 N N CH3
pGCTTAOH
GCTTA
2.2.2 DNA的空间结构 A 双螺旋二级结构
DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重 要形式,它是Watson和Crick两位科学家 于1953年提出来的一种结构模型。
DNA双螺旋结构的研究背景
A.DNA的X-射线衍射图:
郭蔼光版基础生物化学习题
生化复习要点
第二章核酸的结构与功能
二、习题
(一)名词解释
(一)名词解释
1.核苷酸:核苷酸是核苷的磷酸酯。分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸。
2.核酸的变性:当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时,其中的氢键便断开,双链DNA便脱解为单链。
3.核算的复性:在适宜的温度下,分散开的两条DNA链可以完全重新结合成和原来一样的双股螺旋。
4.增色效应:变性过程中,260nm紫外吸收值升高。
5.减色效应:复性过程中,260nm紫外吸收值降低。
6.DNA的熔解温度(T m值):热变性过程中光吸收值达到最大吸收一半时的温度。
(二)填空题
1.核酸的基本结构单位是核苷酸_。
2.脱氧核糖核酸在糖环_ 2’_位置不带羟基。
3.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于细胞核_中,RNA主要位于_细胞质_中。
4.核酸分子中的糖苷键均为_β型糖苷键。糖环与碱基之间的连键为_糖苷_键。核苷与核苷之间通过_磷酸二酯键_键
连接成多聚体。
5.核酸的特征元素磷_。
6.DNA双螺旋的两股链的顺序是_反向平行、互补_关系。
7.B型DNA双螺旋的螺距为_3.4nm_,每匝螺旋有 10_对碱基,每对碱基的转角是36°。
8.在DNA分子中,一般来说G-C含量高时,比重大,T m(熔解温度)则高,分子比较稳定。
9.DNA变性后,紫外吸收增加_,粘度_下降_、浮力密度_升高_,生物活性将_丧失_。
10.因为核酸分子具有_嘌呤_、_嘧啶_,所以在_260_nm处有吸收峰,可用紫外分光光度计测定。
11.DNA样品的均一性愈高,其熔解过程的温度范围愈_窄_。
生化 CH2 核酸的结构与功能
A
G
书写方法
A 5 P P G T G C T
P
P
P
P
OH 3
5-pApCpTpGpCpT-OH 3
5-A C T G C T-3
第二节
DNA的结构与功能 Lesson 2
Dimensional Structure and Function of DNA
DNA的空间结构(spatial structure) 构成DNA的所有原子在三维空间具 有确定的相对位臵关系。
2. DNA双链之间形成了互补碱基对
碱 基 配 对 关 系 称 为 互 补 碱 基 对 (complementary base pair)。 DNA 的 两 条 链 则 互 为 互 补 链 (complementary strand)。 碱基对平面与螺旋轴垂直。
3. 疏水作用力和氢键共同维系着DNA双螺旋结 构的稳定。
核小体的组成
核小体:是真核生物染色体的基本结构单元。 DNA:约200bp 组蛋白:H1 H2A,H2B H3 H4 核心颗粒 核小体 连接区
核小体串珠样的结构
H2A H4 DNA双链
5.5 nm
core particles Particles resulting from micrococcal nuclease digestion of nucleosomes, consisting of 140-bp DNA and the histone octamer of a nucleosome.
生化各章题目及答案
生化各章题目及答案
生化各章题目及答案
第一章蛋白质
第二章核酸
(一)名词解释
1.单核苷酸(mononucleotide)
2.磷酸二酯键(phosphodiester bonds)
3.不对称比率(dissymmetry ratio)
4.碱基互补规律(complementary base pairing)
5.反密码子(anticodon)
6.顺反子(cistron)
7.核酸的变性与复性(denaturation、renaturation)
8.退火(annealing)
9.增色效应(hyper chromic effect)
10.减色效应(hypo chromic effect)
11.噬菌体(phage)
12.发夹结构(hairpin structure)
13.DNA的熔解温度(melting temperature Tm)
14.分子杂交(molecular hybridization)
15.环化核苷酸(cyclic nucleotide)
(二)填空题
1.DNA双螺旋结构模型是_________于____年提出的。
2.核酸的基本结构单位是_____。
3.脱氧核糖核酸在糖环______位置不带羟基。
4.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于____中,RNA主要位于____中。
5.核酸分子中的糖苷键均为_____型糖苷键。糖环与碱基之间的连键为_____键。核苷与核苷之间通过_____键连接成多聚体。6.核酸的特征元素____。
7.碱基与戊糖间是C-C连接的是______核苷。
8.DNA中的____嘧啶碱与RNA中的_____嘧啶碱的氢键结合性质是相似的。
生化第二章核酸的结构和功能
第二章核酸的结构与功能
本章重点
核酸前言:
1.真核生物DNA存在于细胞核和线粒体内,携带遗传信息,并通过复制的方式将遗传信息进行传代;真核生物RNA存在于细胞质、细胞核和线粒体内。
2.在某些病毒中,RNA也可以作为遗传信息的载体。
一、核酸的化学组成以及一级结构
(一)、核苷酸是构成核酸的基本组成单位
1.DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。
2.核苷酸中的碱基成分:含氮的杂环化合物。
①DNA中的碱基:A\T\C\G。
②RNA中的碱基:S\U\C\G。
★这五种碱基的酮基或氨基受所处环境的pH是影响可以形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚
2.核糖
①β-D-核糖:C-2’原子上有一个羟基。
②β-D-脱氧核糖:C-2’原子上没有羟基
☆脱氧核糖的化学稳定性比核糖好,这使DNA成为了遗传信息的载体。
3.核苷
①核苷
②脱氧核苷
③核糖的C-1’原子和嘌呤的N-9原子或者嘧啶的N-1原子通过缩合反应形成了β-N-糖苷键。在天然条件下,由于空间位阻效应,核糖和碱基处在反式构象上。
3.核苷酸的结构与命名
①核苷或脱氧核苷C-5’原子上的羟基可以与磷酸反应,脱水后形成磷酸键,生成核苷酸或脱氧核苷酸。
②根据连接的磷酸基团的数目不同,核苷酸可分为核苷一磷酸(NMP)、核苷二磷酸(NDP)、核苷三磷酸(NTP)。
③生物体内游离存在的多是5’核苷酸
★细胞内一些参与物质代谢的酶分子的辅酶结构中都含有腺苷酸,如辅酶Ⅰ(NAD+),它们是生物氧化体系的重要成分,在传递质子或电子的过程中具有重要的作用。
生化-第二章-核酸的结构与功能思维导图脑图
核酸核酸的化学组成以及一级结构
核苷酸和脱氧核苷酸是构成核酸的基本组成单位
DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
RNA是核糖核苷酸通过3,5-磷酸二酯键聚合形成的线性大分子
核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序
DNA的空间结构与功能
DNA的二级结构是双螺旋结构
DNA双螺旋结构的实验基础
DNA双螺旋结构模型的要点
DNA由两条多聚脱氧核苷酸组成
DNA的两条多聚脱氧核苷酸链之间形成了互补碱基对
两条多聚脱氧核苷酸链的亲水性骨架将互补碱基对包埋在DNA双螺旋结构内部
两个碱基对平面重叠产生了碱基堆积作用
DNA双螺旋结构的多样性
DNA的多链结构
DNA双链经过盘绕折叠形成致密的高级结构
封闭环状的DNA具有超螺旋结构
真核生物DNA被逐级有序地组装成高级结构
DNA是主要的遗传物质
RNA的空间结构与功能
mRNA是蛋白质生物合成的模板
真核细胞mRNA的5'-端有帽结构
真核生物和有些原核生物mRNA的3'-端有多聚腺苷酸尾的结构
真核生物细胞核内的hnRNA经过一系列的修饰和剪接成为成熟的mRNA
mRNA的核苷酸序列决定蛋白质的氨基酸序列
tRNA是蛋白质合成中氨基酸的载体
tRNA含有多种稀有碱基
tRNA具有特定的空间结构
tRNA的3'-端连接着氨基酸
tRNA的反密码子能够识别mRNA的密码子
以rRNA为主要成分的核糖体是蛋白质合成的场所
组成性非编码RNA是保障遗传信息传递的关键因子
催化小RNA
核仁小RNA
核小RNA
胞质小RNA
调控性非编码RNA参与了基因表达调控
非编码小RNA的特征和作用
长非编码RNA的特征和作用
生物化学讲义第二章核酸化学
核酸的结构与功能
【目的和要求】
1. 熟悉核酸的种类、分布和主要的生物学功能。
2.掌握核酸的化学组成、核苷酸的连接方式。
3.归纳区分两类核酸在化学组分上的异同点。
4.说出DNA二级结构的模型及其主要特点。
5.简述RNA分子组成和结构的特点。
6.简述三种RNA结构特点和主要功能。
7.了解核酸重要的理化特性及其在医学上的应用。
8.能说出生物体内重要的单核苷酸及其生化功能。
【本章重难点】
1.核酸的种类、分布和生物学功能。
2.核酸的化学组成。
3.DNA和RNA的分子结构与功能。
4.核酸的变性、复性及杂交。
5.生物体内重要的单核苷酸。
学习内容
第一节核酸的化学组成
第二节 DNA的分子结构
第三节 RNA的分子结构
第四节核酸的理化性质
第一节核酸的化学组成
一、核酸(nucleic acid)的分类、分布与生物学功能
分类分布生物学功能
核糖核酸(RNA)细胞质参与蛋白质的生物合成
5 % 蛋白质合成的直接模板
tRNA 15 % 活化与转运AA
rRNA 80 % 充当装配机,提供场所
脱氧核糖核酸(DNA ) 核内、染色质
遗传的物质基础
*
* 基因 —— DNA 分子中的功能片段(决定遗传特性的碱基序列)。
二、核酸的分子组成
1.核酸的元素组成:C.H.O.N.和P ;代表元素P ,平均含量9~10%。
2.核酸的基本组成单位:核苷酸(nucleotide )
1)核苷酸的组成
戊糖、碱基:
核苷、核苷酸:
核苷酸链:3/,5/-磷酸二酯键;3/-羟基端,5/-磷酸基端
水解 水解 磷酸 戊糖(戊糖、脱氧戊糖)
核酸 核苷酸
核苷 嘧啶(C.T.U )
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二、核酸的生物学功能
(一)DNA是主要的遗传物质
图:肺炎球菌的转化图解 (1944年,O. Avery)
图:35S和32P标记的噬菌体T2感染大肠杆菌图解 (1952年,A.D.Hershey和M.Chase)
(二)RNA参与蛋白质的生物合成
mRNA分子中带有遗传密码,其功能是为蛋白质的合 成提供模板(templet)。 mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组,在蛋白 质翻译合成时代表一个特定的氨基酸,这种核苷酸三 联体称为遗传密码(coden)。
与磷酸基缩合的位置:2-核苷酸、3-核苷酸和 5-核苷酸。
最常见的核苷酸是5-核苷酸(5常被省略)
5 -核苷酸的分子结构
(二)核苷酸的磷酸化
5-核苷酸又可按其在5位缩合的磷酸基的多少,分为一磷酸 核苷(核苷酸)、二磷酸核苷和三磷酸核苷。
环核苷酸的分子结构
环一磷酸腺苷
环一磷酸鸟苷
核苷酸的命名及缩写符号
核酸 核苷酸
磷酸 核苷
戊糖
核糖 脱氧核糖
嘌呤碱 含氮碱
嘧啶碱
一、嘌呤碱和嘧啶碱
1. 嘧啶碱(pyrimidine):
4 3N
O 5 HN
NH2
O
N
HN
CH3
2
6
N O NO N
1
H
H
ON H
嘧啶
Байду номын сангаас尿嘧啶
Uracil,U
胞嘧啶
Cytosine,C
胸腺嘧啶
Thymine,T
2. 嘌呤碱(purine):
O
NH
N
O
H
酮式尿嘧啶
NH
NH
N
O
H
亚氨基态胞嘧啶
OH
N
N
OH
稀醇式尿嘧啶
碱基的紫外吸收
最大吸收峰在260nm附近
核苷酸的两性解离和等电点
胞嘧啶核苷酸的解离
NH2 + HN
NH2 + HN
O
ON
HO P O CH2 O
OH
HH
H
H
OH OH
+ CMP
pKa1=0.80 HO NH2
O
ON
P O CH2 O
rRNA是细胞中含量最多的RNA,占总量的80%。 rRNA与蛋白质一起构成核蛋白体,作为蛋白质生物 合成的场所。
tRNA在蛋白质的生物合成过程中转运氨基酸。
第二节 核酸的化学组成
Section 2 The Chemical Component of Nucleic Acid
核酸的水解产物:
2、酶的辅助因子的结构成分
3、细胞通讯的媒介
第二信使(cAMP、cGMP),影响多种酶的活性 调节核苷酸ppGpp
第三节 核酸的分子结构
Section 2 The Structure of Nucleic Acid
一、核酸的一级结构
一分子核苷酸的3-位羟基与另一分子核苷酸 的5-位磷酸基通过脱水可形成3,5-磷酸二酯 键,从而将两分子核苷酸连接起来。
O-
HH
H
H
OH OH
±
CMP
N
pICMP=
pKa1+pKa2 2
=
0.8+4.5 2
= 2.65
NH2 N
pKa2=4.5
O
ON
HO P O CH2 O
O-
HH
H
H
OH OH
CMP-
pKa3=6.4
O -
ON
O P O CH2 O
O-
HH
H
H
OH OH
CMP--
4种核苷酸的解离曲线
可在pH2.0~5.0之间分离各种核苷酸
NH2
O
6
5 N7
N
N
1N
N
HN
8
2
N
4
N9 H
3
N
N H 2HN
N
N H
嘌呤
腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G)
二、戊糖与核苷
1.戊糖(pentose):
HO 5´CH2 O OH 4´ 3´ 2´ 1´
HO CH2
OH
O
OH OH
-D-核糖(ribose) (构成RNA)
脱氧 d
碱基 A G T C U
磷酸基数目 M D T
磷酸 P
(三)核苷酸的性质
一般物理性质 ; 互变异构现象; 紫外吸收,260nm ; 核苷酸的两性解离和等电点 ;
互变异构现象
O C HN
ON H
uracil 酮式
OH C N HO N
uracil 烯醇式
NH2 N
N
O
H
氨基态胞嘧啶
OH
N1 β1
脱氧胞苷(dCR)
N1-β1糖苷键
核苷小结:
碱基和核糖的缩合物,以N-糖苷键相连; 成苷位置:
核糖C-1与嘧啶N-1; 核糖C-1与嘌呤N-9。
核苷:
腺苷A,鸟苷G,胞苷C,尿苷U;
脱氧核苷:
脱氧腺苷dA, 脱氧鸟苷dG, 脱氧胞苷dC, 脱氧胸苷dT;
“稀有核苷”是由“稀有碱基”所生成的核苷。
OH
-D-脱氧核糖(deoxyribose) (构成DNA)
2.核苷(nucleoside):
核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成 的化合物。 在大多数情况下,核苷是由核糖或脱氧核糖 的C-1′ -羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩 合,故生成的化学键称为N- 糖苷键。
N9 β1
腺苷(AR)
N9-β1糖苷键
第二章 核 酸
Chapter 2 Nucleic acid
什么是核酸?
核酸的发现:1869年,瑞士米歇尔(Miescher)
核酸的定义:
生物体内一类含有磷酸基团的重要生物大分子(酸性物 质),是遗传变异的物质基础,是遗传信息的载体, 在蛋白质的生物合成中起重要的作用。
细胞
细胞质 细胞核
染色体 非组蛋白
核酸DNA 若干基因 组蛋白
第一节 概述
Section 1 Summary
一、核酸的分类
核糖核酸(ribonucleic acid, RNA) RNA主要参与遗传信息的表达。
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA) DNA是遗传信息的载体。
RNA和DNA都是以单核苷酸(nucleotide)为基 本单位所组成的多核苷酸长链。
pH3.5时各核苷酸所带电荷
核苷酸 AMP GMP CMP UMP
磷酸基电荷 碱基的电荷
-1
+0.54
-1
+0.05
-1
+0.84
-1
+0
净电荷 -0.46 -0.95 -0.16
-1
(四)核苷酸的生物学功能
1、细胞中的携能 物质
ATP是能量的直接供体; (脱氧)核苷三磷酸是合成RNA和DNA的原料; ATP、GTP、CTP、TTP、UTP; ADP、GDP、CDP、TDP、UDP; 参加合成代谢; UTP--糖类合成、GTP--蛋白质合成、CTP--脂类合成
假尿苷(ψ) 1, C5-糖苷键
C5
1
三、核苷酸
(一)核苷酸的组成 核苷酸(nucleotide)是由核苷与磷酸经脱水缩合后
生成的磷酸酯类化合物,包括:
核糖核苷酸: 5-AMP, 5-GMP, 5-CMP, 5-UMP 脱氧核糖核苷酸: 5-dAMP, 5-dGMP, 5-dCMP, 5-dTMP