生物化学课件_第2章_核算的结构与功能
生物化学与分子生物学课件-第二章-核酸的结构与功能
第二章核酸的结构与功能教学要求（一）掌握内容1. 各种碱基、核苷酸、戊糖的结构特点及DNA、RNA化学组成的异同。
2. DNA、RNA一级结构的概念及其连接键。
3. DNA双螺旋结构模型的要点。
4. 掌握核小体的结构特点。
5. tRNA、mRNA、rRNA的结构特点与功能。
6. 溶解温度、增色效应、DNA变性与复性、核酸分子杂交的概念。
（二）熟悉内容1. DNA的超螺旋结构。
（三）了解内容1. DNA在真核生物细胞核内的组装。
2. 其它小分子RNA。
教学内容（一）核酸的化学组成及一级结构1. 核苷酸的结构（1）碱基；（2）戊糖；（3）核苷；（4）核苷酸。
2. 核酸的一级结构（1）概念；（2）DNA、RNA化学组成的异同。
（二）DNA的空间结构与功能1. DNA的二级结构—双螺旋结构模型（1）双螺旋结构的研究背景；（2）双螺旋结构模型特点；（3）双螺旋结构的多样性。
2. DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（1）DNA超螺旋结构；（2）原核生物DNA的环状超螺旋结构；（3）真核生物DNA在核内的组装。
3. DNA的功能（三）RNA的结构与功能1. mRNA的结构与功能（1）结构特点；（2）mRNA的功能。
2. tRNA的结构与功能（1）tRNA的功能；（2）tRNA的结构特点。
3. rRNA的结构与功能（1）rRNA的主要功能；（2）rRNA的结构特点。
4. 其他小分子RNA及RNA组学（四）核酸的理化性质、变性和复性及其应用1. 核酸的一般理化性质2. DNA的变性（1）概念；（2）DNA的增色效应；（3）解链曲线与Tm值。
3. DNA的复性与分子杂交名词解释1. 单核苷酸（mononucleotide）：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2. 磷酸二酯键（phosphodiester bonds）：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
3. 不对称比率（dissymmetry ratio）：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。
生物化学课件第二章核酸的结构与功能(12级仁济护本)
核糖核酸/RNA (ribonucleic acid,)
胞液、胞核
遗传信息、决定基因型
DNA遗传信息的表达
第一节 核酸的化学组成
The Chemical Component of Nucleic Acid
元素组成: C、H、O、N、P（9%～10%）
构成核酸的基本组成单位—核苷酸
分子组成—三部分
DNA
磷酸 磷酸
磷酸
戊糖 D-核糖
D -2 -脱氧核糖
嘌呤碱 腺 (A )、鸟 (G) 腺 (A )、鸟 (G)
嘧啶碱 胞 (C)、尿 (U) 胞 (C)、胸腺 (T)
小结：两类核酸的基本组成单位
RNA
DNA
AMP GMP CMP UMP
dAMP dGMP dCMP dTMP
五、核酸
一个核苷酸（脱氧核苷酸）3的羟基与另一 个核苷酸（脱氧核苷酸） 5的α-磷酸基团缩合 形成磷酸二酯键(phosphodiester bond)。
稀有碱基
核酸中除了5类基本的碱基外，还有一些含 量甚少的碱基，称为稀有碱基。
O
NH2
N
N
NN
N —CH3 ON
次黄嘌呤I
m5C
O
HN
H2
H2
ON H
DHU
二、2种戊糖
核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose)
（RNA成分）
（DNA成分）
HO
CH
OH
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH
OH
原子编号：1' 、2'
三、核苷(ribonucleoside)
•核苷
碱基
嘌呤9位N/嘧啶1位N 核糖
生物化学第2章 氨基酸(共77张PPT)
• Ala Arg Asp
Asn
Cys Glu Gln Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met Phe Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
、 20种氨基酸可按其侧链分类
• 氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为 三类，即：脂肪族氨基酸；芳香族氨基酸； 杂环氨基酸。
1）脂肪族氨基酸（中性）
甘氨酸 Glycine
非极性氨基酸（八种）
不带电何的极性氨基酸（八种）
带负电荷的氨基酸（2种）
带正电荷的氨基酸（2种）
➢第21种基本氨基酸是硒代半胱氨酸（Selenocysteine, Sec） ➢第22种基本氨基酸是吡咯赖氨酸（Pyrrolysine, Pyr） ➢两种罕见基本氨基酸是在特定生物的特定调控条件下生成。
O
H 2N CH C OH
CH 2
SH
C
（ α-氨基-β-巯基丙酸 ）
两个半胱氨酸氧化可生成胱氨酸
人头发的电子显微镜照片与模型
烫发过程：
1、加还原剂（巯基乙醇） 打开二硫键。
2、加氧化剂（双氧水） 重新生成错位二硫键。
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine 半胱氨酸 Cysteine 甲硫氨酸 Methionine
O H 2N CH C OH
CH OH CH 3
T
（ α-氨基-β-羟基丁酸 ）
L-Threonine D-Threonine
L-alloThreonine
D-allo-
Threonine
苏氨酸的光学异构体
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
生物化学第二章核酸
（五）体内重要的游离核苷酸及其衍生物
1、多磷酸核苷酸
NDP NTP (A，G, C, U）
dNDP dNTP (A，G, C, T）
H N
N H
N
H
9
N
H
O-
O-
O-
腺嘌呤
~ ~ -O— P -O— P -O— P HOH2C5′ O OH
‖
‖
O
O
‖
O
4′
1′
3′ 2′
M-单 D-二 T－三 P-磷酸
Erwin Chargaff （1905－1995）
3、 DNA 分子X射线衍射照片
DNA 分子 X射线衍射照片
4、DNA双螺旋结构模型（double-helical structure） 1953年，James Watson & Francis
James Watson & Francis Crick
第二章 核酸的结构和功能
Structure and function of Nucleic Acid
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。
核酸的种类、分布和功能
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
分布于细胞核（98％），线 粒体，叶绿体， 质粒。
由于几何形状的限制，碱基对只能由嘌呤和嘧啶配对，即A 与T，G与C。这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形 成两个氢键， G与C之间形成三个氢键。
碱基配对和氢键形成
3、双螺旋横截面的直径约为2 nm，相邻两个 碱基平面之间的距离（轴距）为0.34 nm， 每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距（即螺 旋旋转一圈的高度）为3.4 nm。
生物化学课件02核酸的结构与功能3节
生物化学课件02核酸的结构与功能3节一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版《生物》小学科学六年级下册第二章“生命的延续”，第二节“细胞的结构与功能”。
具体内容包括：核酸的概念、分类、分布以及核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
二、教学目标1. 让学生了解核酸的概念、分类、分布，知道核酸在细胞中的作用。
2. 学生能够描述核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
3. 培养学生的观察能力、动手操作能力和团队协作能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
2. 教学重点：核酸在细胞中的作用。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT、显微镜、细胞模型。
2. 学具：笔记本、彩笔、剪刀、胶水。
五、教学过程1. 情景引入：通过PPT展示病毒的图片，引导学生思考病毒的结构和生命活动。
2. 知识讲解：（1）介绍核酸的概念、分类、分布。
（2）讲解核酸的基本组成单位——核苷酸的结构和功能。
3. 动手操作：（1）学生分组，每组用彩笔、剪刀、胶水等学具制作核酸和核苷酸的模型。
（2）学生展示制作成果，讲解模型中核酸和核苷酸的结构和功能。
4. 随堂练习：（1）请学生回答核酸在细胞中的作用。
（2）请学生描述一下核苷酸的结构和功能。
六、板书设计板书内容：核酸 DNA RNA核苷酸的基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸七、作业设计1. 题目：请画出核酸和核苷酸的结构示意图，并简要描述它们的功能。
答案：核酸的结构示意图如下：（插入图片）核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的载体，参与遗传信息的传递和表达。
核苷酸的结构示意图如下：（插入图片）核苷酸的功能：核苷酸是核酸的基本组成单位，参与遗传信息的构成和传递。
2. 题目：请列举三种含有核酸的生物。
答案：DNA病毒、RNA病毒、细胞生物。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过图片、模型等教具和学具的使用，让学生直观地了解了核酸的结构和功能，动手操作环节培养了学生的动手能力。
生物化学核酸化学核酸结构和功能PPT课件
NH
2
N
N
9
N
N
CH OH 2O
1'
HH
H 2'
H
OH OH
腺嘌呤核苷
糖苷键
核苷酸（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）
和磷酸以酯键连接形成。
核苷酸：
酯键 N
O 5'
HO P O CH2 OHH
NH2 N
9
N
N
O
1'
H 2'
H
糖苷键
AMP, GMP, UMP, CMP OH OH
脱氧核苷酸：
腺苷酸
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
核是酸核的 酸基的本基组本成组单成位单是位核苷酸
RNA通常以单链形式存在，局部可有二、三级 某围些绕病 同毒一R中N心A也轴可构作成为右遗手传双信螺息旋的。载体。
*参t与RN遗A的传一信级息结的构复特制点与表达。
结构 围* t绕RN同A的一三中级心结轴构构成右手双螺旋 。
大ATP多是数生真物核体m能RN量A的直3´末接端供有应多体聚：A尾。
在信2使6R0nNmA（波m长R有NA最）大吸携收带峰D，NA是遗由传碱信基息的共轭双键决定的。
尿* t嘧RN啶A的(ur一ac级il,结U)构特点
第核四苷节 （或核脱酸氧的核分苷子）结：构碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成。
DAMNAP,复G性MP时, U，M其P,溶CM液POD260降低。
胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）
DNA有 RNA有
每种核酸都含有四种碱基 。
戊糖
5 (deoxyribonucleic acid, DNA)
5
生物化学ppt核酸
克隆技术
克隆技术是指通过无性繁殖的方 式复制生物体的技术，包括动物
克隆和植物克隆等。
克隆技术在畜牧业、农业和医学 等领域有着广泛的应用，如克隆 动物、转基因植物和组织工程等。
克隆技术的关键在于细胞核移植 和胚胎发育，目前已经成功实现 了哺乳动物的克隆，但技术难度 和伦理问题仍需进一步探讨。
基因治疗与基因诊断
04
核酸的功能
DNA的功能
遗传信息的储存
DNA是遗传信息的载体，通过碱基配对原则，将遗传信息从亲代 传递给子代。
基因表达的调控
DNA中的基因通过转录和翻译过程，控制蛋白质的合成，进而调 控生物体的各种功能。
细胞分裂与增殖的指导
DNA中的遗传信息指导细胞分裂、增殖和分化，维持生物体的正 常生长和发育。
RNA在蛋白质合成过程中起到模板和 催化作用，通过与核糖体的结合指导 氨基酸的合成。
DNA和RNA的比较
DNA和RNA都是核酸， 是生物体的遗传物质， 但它们的结构和功能有
所不同。
01
RNA主要存在于细胞质 中，负责传递遗传信息 并参与蛋白质的合成。
03
DNA中的碱基是A、T、 G、C，而RNA中的碱 基是A、U、G、C。
自然选择与进化
自然选择是指自然界对生物的 选择作用，适者生存，不适者
被淘汰。
自然选择是生物进化的主要动 力，通过自然选择的作用，使 适应环境的生物得以生存和繁
衍，并逐渐形成新的物种。
自然选择具有定向性，即有利 于生存和繁衍的变异会被保留 下来，不利于生存和繁衍的变 异则被淘汰。
自然选择的结果是生物多样性 的形成和生物的不断进化。
03
核酸的研究具有广泛的应用价值
通过对核酸的研究，可以深入了解生物体的生长、发育和代谢等过程，
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AArRNA 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 ）碱基嘌呤(A.G)2）核苷酸的结构与命名3）核苷酸的功用3．两类核酸在分子组成上的异同点第二节 DNA 的分子结构一、DNA 的一级结构组成DNA 分子的基本单位是四种脱氧核苷酸:dAMP 、dCMP 、dGMP 和dTMP1．DNA 的碱基组成规律：Chargaff 规则：①同一生物不同组织的DNA 样品，其碱基成分含量相同。
生化第二章 核酸的结构和功能(共136张PPT)
(polydeoxynucleotide)，即DNA
链酸。(polydeoxynucleotide)， 即DNA链。
交替的磷酸基团和戊糖构成了 DNA的骨架 (backbone)。
核苷 (ribonucleoside)的形成
戊糖与含氮碱基脱水缩合而生成
-N-糖苷键
C-N 键
核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
脱氧核苷
NH2
N
N
9
N
N
CH OH
2
O
HH
1'
H 2'
H
OH
天然条件下，由于空 间位阻效应，核糖和 碱基处于反式构象
糖苷键
糖苷键
核苷酸 (ribonucleotide)
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〕。
NN HH 22
NN O
核苷酸：
H O P H OO CCHH 22 OO NN OO OH
AMP, GMP, UMP, CMP
脱氧O HH
碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
碱基
嘌呤
嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
存在于DNA和RNA中
尿嘧啶
仅存在于RNA中
胸腺嘧啶
仅存在于DNA中
嘌呤 (purine，Pu)
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH2 N
N
NH
生物化学2(共73张PPT)
氨基酸的理化性质
①PI，两性解离 概念： ②紫外吸收：280nm（色、苯、酪） ③颜色反应、“茚三酮”570nm
3. 掌握肽键、多肽链一级结构和高级结构的概念
[肽]
概念：2个aa之间
→以酰胺缩合，此酰胺键称为
肽键。-CONHC-
肽链：有方向性自N→C，链内的aa叫残基。
生物活性肽：10肽以内为寡肽，MW. 1万以内为多
蛋白质变性是由于 A. 蛋白质的一级结构的改变 B 蛋白质亚基的解聚 C 蛋白质空间构象的破坏
D 辅基的脱落 E 蛋白质水解
答案：[C]
[评析]： 本题考点：蛋白质变性的概念
在某些理、化因素作用下，使蛋白质特定的空间构象破坏，导致 其理化性质 改变、生物学性质改变，称为蛋白质的变性作用。一般认为蛋白质变性主要发生二 硫键和非共价键破坏，即空间构象的破坏并不涉及一级结构的改变。
酶
[概念]：
缺O 时，葡萄糖分解生成乳酸的过程。 主要: 肝 70 ~ 80 %
2 [调节]：四个关键酶。
FFA ATP CoA 脂酰CoA +AMP + PPi
[部位]：胞液。 特点：Km不变， Vmax↓
核酸的一级结构、空间结构与功能。
白三烯：过敏反应的慢反应物质，促进炎症和过敏反应等
抗代谢物的作用及机制。
米式常数的意义
①Km为速度是最大反应速度一半时的[S] ②[S]≥Km, Km不计, V=Vmax ③[S]≤Km,分母的[S]不计,反应速度V与[S]成正比
④Km反映酶与作用物的亲合力,Km大，亲合力小； Km小，亲合力大。
（2）酶浓度的影响：V与酶浓度成正比。 （3）pH的影响：最适pH——酶活性最大时的pH。
生化核酸的结构与功能课件
目的要求
核酸的结构与功能
1.掌握核酸的分类、生物学功能、分子组 成、化学结构特点。
2.掌握核酸一级结构的概念及连接键。
目录
第二节
DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
3',5'-磷酸二酯键的形成
目录
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH
核糖(ribose) （构成RNA）
OH
脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
3. 核苷(ribonucleoside)的形成
5´-末端
磷酸二酯键
磷酸二酯键 3´-末端
C A G
目录
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键 的线性大分子
➢ RNA也是多个核苷酸分子通过酯化反应形 成的线性大分子，并且具有方向性；
4. 核苷酸(ribonucleotide)形成
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snmRNAs的种类 核内小RNA (snRNA) 核仁小RNA (snoRNA)
胞质小RNA (scRNA)
NH2 N N
糖苷键
N 9 N 糖苷键 O 1' H H 2' OH
CH2OH H OH
H 2' H H
H
胞嘧啶脱氧核苷
腺嘌呤核苷
核苷（脱氧核苷）和磷酸以酯键连接形成核
苷酸（脱氧核苷酸）。
NH 2
酯键
O
N N O
N 9 N
5' HO P O CH2 O
-
糖苷键
1' H H 2' OH
核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：
第二章
核酸的结构和功能
Structure and Function of Nucleic Acid
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。
核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA) 存在于细胞核和线粒体内。 携带遗传信息，决定细胞和个 体的遗传型(genotype)。
碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行
3. 两条链通过碱基间的氢 键相连，A对T有两个氢 键，C对G有三个氢键， 这种A-T、C-G配对的规 律，称为碱基互补规则。
4. 维持双螺旋稳定的因素： 横向为氢键，纵向为碱 基间的堆积力。
碱基互补配对 A T C G
（三）DNA双螺旋结构的多样性
A型DNA
OD260的应用
1. DNA或RNA的定量
OD260=1.0相当于
50 g/ml双链DNA
40 g/ml单链DNA（或RNA） 20 g/ml寡核苷酸 2.判断核酸样品的纯度 DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品: OD260/OD280 = 2.0
二、DNA的变性(denaturation)
* rRNA的结构
* rRNA的功能 参与组成核蛋白 体，作为蛋白质生物 合成的场所。
核糖体的组成
原核生物
小亚基 rRNA 蛋白质 大亚基 rRNA 30S
真核生物
40S
16S
21种 50S 23S 5S
18S
33种 60S 28S 5.8S 5S
蛋白质 核糖体
33种 70S
49种 80S
四 、其他小分子RNA及RNA组学
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性， 这一过程称为退火(annealing) 。 减色效应 DNA复性时，其溶液OD260降低。
核酸分子杂交 (hybridization)： 热变性的DNA在复性过程中，具有 碱基序列部分互补的不同的DNA之间或 DNA与RNA之间形成杂化双链的现象。
变性
复性
复性
串珠状核小体结构
DNA双螺旋片段
串珠状核小体 染色质纤维 伸展形染色质片段
密集形染色质片段
整个染色体
真核生物染色体DNA组装
螺线管 核小体
三、DNA的功能
DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗 传信息，并作为基因复制和转录的模板。它 是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动 的信息基础。 基因从结构上定义，是指DNA分子中的 特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基 因的功能。
B型DNA
Z型DNA
二、DNA的超螺旋结构及其在染色质 中的组装
（一）DNA的超螺旋结构
超螺旋结构(superhelix 或supercoil) DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
非特异性核酸内切酶
• 核酸外切酶： 5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
核酸酶的功能
生物体内的核酸酶负责催化细胞内外核酸的降解
参与 DNA 的合成与修复及 RNA 合成后的剪
第四节
核酸的理化性质
The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid
一、核酸的一般理化性质
• 核酸为多元酸，具有较强的酸性；
• DNA是线性高分子，粘度极大；
• 在260nm波长有最大吸收峰，是由碱基 的共轭双键决定的。这一特性常用作核酸 的定性、定量分析。
每种核酸都含有四种碱基 。
碱 基
嘌呤(purine)
N 7 8 9 NH
N
NH2 N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
N
鸟嘌呤(guanine, G)
NH2
嘧啶(pyrimidine)
5 4 3 2 N
O
NH
6 1 NH
NH2
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
Dimensional Structure and Function of DNA
一、 DNA的二级结构 ——双螺旋结构
（一）DNA双螺旋结构的研究背景
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
环化核苷酸: cAMP，cGMP
NH 2 N N O CH2 H HO P O H O cAMP O H H OH N N
二、核酸的一级结构
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。
5´端
C
核苷酸之间以3 , 5 -
磷酸二酯键连接形成多核
苷酸链，即核酸。
H
H OH
腺苷酸
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
多磷酸核苷酸： NMP，NDP，NTP
NH 2 N N O 1' H H 2' OH N 9 N
O O O β γ α O P Oபைடு நூலகம்P O P O CH2 O
-
O
-
O
-
H
H OH
一磷酸腺苷（AMP） 二磷酸腺苷（ADP） 三磷酸腺苷（ATP）
O HN O
5 1NH
O HN N N
N R I
R ψ O HN O N R DHU CH2 CH2 H2N N N
OH
CH3
7
N
N R
m
G
* tRNA的二级结构
——三叶草形
氨基酸臂
额外环
* tRNA的三级结构 —— 倒L形 * tRNA的功能 活化、搬运氨基酸 到核糖体，参与蛋白质 的翻译。
三、核蛋白体RNA的结构与功能
已知的核酸化学数据
（二） DNA双螺旋结构模型要点
1. 两条链反向平行，围绕同 一中心轴构成右手双螺 旋 (double helix)。螺旋 直径2nm，表面有大沟 和小沟。 2. 磷酸-脱氧核糖骨架位于 螺旋外侧，碱基垂直于 螺旋轴而伸入内侧。每 圈螺旋含10个碱基对 (bp)，螺距为3.4nm。
O H3C
N
NH
NH
NH
O
O
胞嘧啶(cytosine, C)
胸腺嘧啶(thymine, T)
五种碱基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亚氨基 的互变异构。这两种异构体的平衡关系受介质酸 碱环境的影响。
O HN C N OH C N OC + H+
酮式 NH2+ HN 亚氨基
+
烯醇式 NH2 HN 氨基 N NH2 + H+
核糖核酸
存在于胞核、胞液和线粒体。
(ribonucleic acid, RNA) 参与遗传信息的复制与表达。 某些病毒RNA也可作为遗传信 息的载体。
第一节 核酸的化学组成及一级结构
The Chemical Component and Primary
Structure of Nucleic Acid
定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开 成两条单链的过程。 变性因素：过量酸，碱，加热等。
变性后理化性质的主要改变： OD260增高 粘度下降
DNA变性的本 质是双链间氢 键的断裂
增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。
DNA的紫外吸收光谱
解链曲线：在连续加热 DNA 的过程中以温度 对A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。
核酸分子杂交的应用
研究DNA分子中某一种基因的位置
定两种核酸分子间的序列相似性
检测某些专一序列在待检样品中存在与否
是基因芯片技术的基础
第五节
核 酸 酶
Nuclease
核酸酶是指所有可以水解核酸的酶
依据底物不同分类
• DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)
• RNA酶 (ribonuclease, RNase) 依据切割部位不同分类 • 核酸内切酶： 限制性核酸内切酶
帽子结构
帽子结构和多聚A尾的功能
mRNA核内向胞质的转位 mRNA的稳定性维系 翻译起始的调控
mRNA的功能：作为蛋白质合成的模板。
二、转运RNA的结构与功能
* tRNA的一级结构特点 含稀有碱基较多 3´末端为 — CCA-OH 5´末端大多数为G