第二章核酸的分子结构

核酸的研究历史和重要性（续） 历史
? 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。 ? 80年代 RNA研究出现第二次高潮：ribozyme 、反义RNA、 “RNA世界”假说等等。 ?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。
人类基因组测序完成后，生命科学进入后基因组时代： 功能基因组学（functional genomics ） Hapmap( 单体型图 ) (基于SNP) 蛋白质组学（proteomics ）
?核糖核酸 （ribonucleic acid, RNA）： 主要参与遗传信息的传递和表达过程，细胞内 的RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核 中，病毒中 RNA本身就是遗传信息的储存者如 逆 转录病毒（ retrovirus) 。另外在植物中还发现 了一类比病毒还小得多的侵染性致病因子称为 类病毒（viroid) 和拟病毒（virusoid or satellite RNA) ，还发现有些 RNA具生物催化作 用（ribozyme ）。
2.1.5 细胞内游离核苷酸及其衍生物
? 多磷酸核苷酸 ? 环核苷酸 ? 辅酶类核苷酸。
O O CH2
A (G)
H
H
HO
H
OP
O
OH
OH
cAMP(cGMP)的结构
3`，5`- Cyclic adenylic (Guaninic) acid
2.2 核苷酸的生物学功能
?作为核酸的单体 ?细胞中的携能物质（如ATP 、GTP 、CTP 、TTP ） ? 酶的辅助因子的结构成分（如 NAD ） (nicotinamide adenine dinucleotide, 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸) ?细胞通讯的媒介（如cAMP 、cGMP ）
3 DNA的分子结构
3.1 核酸分子中的共价键 3.2 DNA 一级结构 3.3 DNA碱基组成的Chargaff 规则 3.4 DNA的二级结构 3.5 DNA的三级结构 3.6 DNA与蛋白质复合物的结构
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3.1 核酸分子中核苷酸
之间的共价键
5?
3 ?-5 ?磷酸二酯键
3? 5?
3?
3.2 DNA 的一级结构
1.2 核酸种类和分布
?脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）:
遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真 核细胞中，DNA主要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均 有各自的 DNA。原核细胞没有明显的细胞核结构， DNA存 在于称为拟核（nucleoid) 的结构区。每个原核细胞一般只有 一个染色体，每个染色体含一个双链环状 DNA。
? 1869 Miescher 从脓细胞的细胞核中分离出了一 种含磷酸的有 机物，当时称为核素（ nuclein ）,后称为核酸（nucleic acid ）； 此后几十年内，弄清了核酸的组成及在细胞中的分布。 ? 1944 Avery 等成功进行肺炎球菌转化试验；1952年Hershey 等 的实验表明32P-DNA可进入噬菌体内， 证明DNA是遗传物质。 ? 1953 Watson 和Crick 建立了DNA结构的双螺旋模型，说明了 基因的结构、信息和功能三者间的关系，推动了分子生物学的 迅猛发展。 ? 1958 Crick 提出遗传信息传递的中心法则， ? 60年代 RNA研究取得大发展（操纵子学说，遗传密码，逆转 录酶）。
4 了解内容：①DNA双螺旋结构的生物学意义； ②DNA双螺旋结构稳定的因素； ③rRNA的 二级结构和三级结构。
核酸的结构与功能
1 核酸通论 2 核酸基本构件单位 —核苷酸 3 DNA的分子结构 4 RNA的分子结构
1 核酸通论
1.1 核酸的研究历史和重要性 1.2 核酸的种类和分布
1.1 核酸的研究历史和重要性
Pyrimidine
Purine
CT
U
A
G
Cytosine Thymine Uracil
Adenine
Guanine
Phosphate
Nitrogenous base
Pentose sugar
HOCH 2
OH
HOCH 2
OH
HO
H
Ribose (in RNA) Deoxyribose (in DNA)
第二章 核酸的分子结构
1 核酸通论 2 核酸基本构件单位 —核苷酸 3 DNA的分子结构 4 RNA的分子结构
4 重点内容：①核苷酸的化学组成与命名； ②DNA的二级结构(双螺旋模型)；③真核生 物mRNA和原核生物mRNA的结构比较；④ tRNA的二级结构。
4 难点内容：①DNA分子结构与功能的关系； ②RNA分子结构与功能的关系。
O
（N = A、G、C、U、T）
O- P
O
5′
CH 2
O
N 碱基 (nitrogenous base)
O-
磷酸
4′ H
H 1′
(phosphate)
O H 3′
2′ H
OH (O)H
核糖(pentose sugar )
2.1.1 碱基(base)、核苷(nucleoside) 、核苷酸
(nucleotide) 的概念和关系
2 核酸的基本结构单位—核苷酸
2.1 核苷酸的化学组成与命名 2.1.1 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系 2.1.2 常见碱基的结构与命名法 2.1.3 常见（脱氧）核苷酸的基本结构与命名 2.1.4 稀有核苷酸 2.1.5 细胞内游离核苷酸及其衍生物
2.2 核苷酸的生物学功能
5′-磷酸核苷酸的基本结构
胞嘧啶核苷酸 （CMP ）
P
P
P
P
脱氧腺嘌呤核苷酸 脱氧鸟嘌呤核苷酸 脱氧胸腺嘧啶核苷酸
（dAMP ）
（dGMP ）
（dTMP ）
脱氧胞嘧啶核苷酸 （dCMP ）
2.1.4 几种稀有核苷
H H H H
H 3C CH 3
假尿苷（? ） 二氢尿嘧啶（DHU）
CH 3
Am
2`-O-甲基腺苷
m
6 2
G
N6，N6-二甲基腺苷
核苷酸
核磷 苷酸
戊碱 糖基
2.1.2 基本碱基结构和命名
嘌呤（ purine)
嘧啶 (pyrimidine)
Adenine
(A)
Guanine
(G)
Cytosine
(C)
Uracil
(U)
Thymine
(T)
P
P
P
P
腺嘌呤核苷酸 （AMP ）
鸟嘌呤核苷酸 （GMP ）
尿嘧啶核苷酸 （UMP ）