生物化学核酸PPT教学课件

核酸概述
核酸是一类重要的生物大分子，担负着 生命信息的储存与传递。
核酸是现代生物化学、分子生物学的重 要研究领域，是基因工程操作的核心分 子。
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第一节 核酸是遗传物质的载体
一、核酸的研究发现史
1868年，F. Miescher从细胞核中分离得 到一种酸性物质，即现在被称为核酸的 物质。
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
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATMPP)
ADP
ATP
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2.环化磷酸化
l cAMP
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
l cGMP
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3. 肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)
IMP
4. 辅酶
核酸
核苷酸
核苷
碱基 戊糖
磷酸
元素组成： C H O N P
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一、戊糖
组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为 βD-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核 糖
Ribose
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HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
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2. 基因与基因组
基因（gene）：一段有功能的DNA片段，生物细胞中 DNA分子的最小功能单位（交换单位）。
蛋白质（mRNA 产物 tRNA
RNA
蛋白质）
rRNA
调节功能：调节基因
无产物
作用未知
结构基因
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基因组（genome）：某生物体（完整单倍体）所含全部 遗传物质的总和。
包括：核基因组（拟核/核DNA）及核外（质粒/质体 DNA）
人 两栖类 鱼类 藻类 酵母 细菌 E.Coli 病毒 质粒
103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 bp（碱基对）
各种细胞、病毒和细菌质粒中基因组的大小
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基因组计划 人类基因组计划（Human Genome Project， HGP ） 酵母基因组计划 （YGP） 大肠杆菌（E.Coli）
Adenosine Guanosine Cytidine Uridine
假尿苷（ψ）
次黄苷（肌苷）I
黄嘌呤核苷 X
5
二氢尿嘧啶核苷 D
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取代核苷的表示方式
7-甲基鸟苷 m5G
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四、核苷酸（nucleotide）
核苷酸 核苷+磷酸 戊糖+碱基+磷酸
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HH
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注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。
多聚核苷酸的表示方式
T
OH
5’
3’
DNA
5′PdAPdCPdGPdTOH 3′ 或5′ACGTGCGT 3′
ACGTGCGT
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U
OH OH OH OH
OH
5’
3’
RNA
5′PAPCPGPUOH ′ 5′ACGUAUGU 3′
ACGUAUGU 20
NH 2
N
4
5
3
6
2
1
胸腺嘧啶 thymine
O
NH
N
O
H
U 2020/10/16
N
O
H
C
N
O
H
T
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核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱 基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。
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三、核苷（nucleoside）
•核苷 戊糖+碱基 •糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷 键
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1944年，Avery的转换转化实验
or and
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可分离
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1952年， Hexshey、Chase T2噬 菌体（捣碎器实验）
1953年，Watson、Crick DNA双 螺旋模型
核酶（Ribozyme）
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二、核酸的种类和分布
5’
4’
1’
3’ 2’
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(OH)
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
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NH2
OH
NH2
OH
N
NN
N
N
N
NN HOCH2 O
HH
H2N N N
HO N
HO N
HOCH2 O
HOCH2 O
HOCH2 O
HH
HH
HH
H
H
H
HH
HH
H
OH OH
OH OH
OH OH
OH OH
腺 嘌 呤 核 苷 鸟 嘌 呤 核 苷胞 嘧 啶 核 苷尿 嘧 啶 核 苷
D-2-脱 氧 核 糖
Deoxyribose
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二、碱基
1. 嘌呤（Purine）
l腺嘌呤Adenine
NH 2 N
N
N H
N
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A
7
6
5
1
8
9
4
2
3
l鸟嘌呤guanine
O
N NH
N H
N
G
NH2
9
2. 嘧啶（Pyrimidine）
尿嘧啶 uracil
O
NH
胞嘧啶 cytosine
核酸分为两大类： 脱氧核糖核酸 Deoxyribonucleic Acid （DNA） 核糖核酸 Ribonucleic Acid（RNA）
98％核中（染色体中）
真核
线粒体（mDNA）
核外
叶绿体（ctDNA）
DNA
拟核
原核
核外：质粒（plasmid）
病毒：DNA病毒
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RNA主要存在于细胞质中
NAD、NADP、FMN
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GMP
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六、多聚核苷酸（核酸）
多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH 与另一分子核 苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的 链状聚合物。
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5’
3’ 5’
3’
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l 5′-磷酸端（常用5’-P表示）；3′-羟基端（常用3’-OH表示） l 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须
l tRNA l rRNA l mRNA l 其它 l RNA病毒：SARS
三、分子生物学的中心法则
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第二节 核酸的基本化学组成
核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物质、戊糖（核糖或 脱氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核苷和核 苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖，一分子核 苷酸部分水解后除产生核苷外，还有一分子磷酸。核酸的各 种水解产物可用层析或电泳等方法分离鉴定。
第三节 DNA的结构
一、DNA的一级结构
脱氧核糖核酸的排列顺序 可以用碱基排列顺序表示
连接键：3’，5’-磷酸二酯键 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 碱基形成侧链
多核苷酸链均有5’-末端和3’-末端
DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。 生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变 万化的不同排列组合之中。