生物化学重点_第二章 核酸化学
02 第二章 核酸化学 华中农业大学微生物考研生物化学
第二章核酸化学一、习题(一)选择题1．DNA碱基配对主要靠：a．范德华力b．氢键c．疏水作用d．盐键e．共价键2．稀有核苷酸主要存在于：a．rRNA b．mRNA c．tRNAd．核DNA e．线粒体DNA3．mRNA中存在，而DNA中没有的是：a．A b．C c．G d．U e．T4．双链DNA之所以有较高的熔解温度是由于它含有较多的：a．嘌呤b．嘧啶c．A和T d．C和G e．A和C5．对Watson-CrickDNA模型的叙述正确的是：a．DNA为二股螺旋结构b．DNA两条链的走向相反c．在A与G之间形成氢键d．碱基间形成共价键e．磷酸戊糖骨架位于DNA螺旋内部6．与片断TAGAp中互补的片断为：a．TAGAp b.AGATp c．ATCTpd．TCTAp e．UGUAp7．热变性的DNA有哪一种特性：a．磷酸二酯键发生断裂b．形成三股螺旋c．同源DNA有较宽的变性范围d．在波长260nm处光吸收减少e．熔解温度直接随A—T对的含量改变而变化8. 在以下修饰碱基中，哪些碱基在氢键结合的性质方面不同于和它相关的普通碱基：a．m1A b．m8A c．5-羟甲基胞嘧啶d．m2A e．m8G9. 用苔黑酚法可以鉴定：a．RNA b．DNA c．所有核酸d. 蛋白质e．还原糖10. 真核生物mRNA的帽子结构中，m7G与多核苷酸链通过三个磷酸基连接，连接方式是：a. 2'-5' b．3'-5' c．3'-3' d. 5'-5' e．3'-3'11. hnRNA是下列哪种RNA的前体：a．tRNAb．真核rRNAc．真核mRNAd．原核rRNAe．原核mRNA12. DNA与RNA两类核酸分类的主要依据是：a．空间结构不同b．所含碱基不同c．核苷酸之间连接方式不同d．所含戊糖不同e．在细胞中存在的部位不同13. 下列关于假尿苷的结构的描述哪一项是正确的?a．假尿苷所含的碱基不是尿嘧啶b．碱基戊糖间以C5-C1'相联c．碱基戊糖间以N l-C1'相联d．碱基戊糖间以N l-C5'，相联e．假尿苷中戊糖是D-2-脱氧核糖m G的中文名称是：14．22a．N2，N2—二甲基鸟嘌呤b．N2，N2—甲基鸟苷c．C2，C2—二甲基鸟苷d．2'-甲基鸟苷e．C2'，C2'-二甲基鸟苷15．在一个DNA分子中，若A所占摩尔比为32.8％，则G的摩尔比为：a. 67.2％b. 32.8％c．17.2％d．65．6％e．16．4％16．根据Watson—Crick模型，求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为：a．25400 b．2540 c．29411 d．2941 e．350517．稳定DNA双螺旋的主要因素是：a．氢键b．与Na+结合c．碱基堆积力d．与Mn2+、Mg2+的结合e．与精胺、亚精胺的结合18．A型DNA和B型DNA产生差别的原因是：a．A型DNA是双链，B型DNA是单链b．A型DNA是右旋，B型DNA是左旋c．A型DNA与B型DNA碱基组成不同d．两者的结晶状态不同e．二者碱基平面倾斜角度不同19．在TψCGImUUA的RNA链中，含有的稀有核苷酸数目为：a. 3 b． 4 c． 5 d． 2 e。
生物化学 第二章 核酸化学
1 核苷酸的组成
核酸化学
• 核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的 核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷酸和5′-磷酸-核糖 核苷酸。核苷酸 核苷+磷酸
戊糖+碱基+磷酸
O
HO P OH2C O B OH
O
HO P OH2C O B OH
OH OH
OH
核糖核苷酸
脱氧核糖核苷酸
B=腺 嘌 呤 ， 鸟 嘌 呤 ， 胞 嘧 啶 ， 尿 嘧 啶 或 胸 腺 密 啶
核酸化学
格里菲斯——肺炎双球菌转化实验
多 糖 类 荚 膜
R型菌
（粗糙、 无毒性）
S型菌
（光滑、 有毒性）
核酸化学
将R型活菌注入小鼠体内
一段时间后
核酸化学
将S型活菌注入小鼠体内
一段时间后
核酸化学
将杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
核酸化学
将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
细菌发生转化，性状的转化可以遗传。
O
（N = A、G、C、U、T）
O-
P
O
5´
CH2
O
N 碱基
O-
磷酸
4´ H
H 1´
O H 3´
2´ H
OH (O)H
核糖
(一)、戊糖
核酸化学
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
HOCH2 O OH HH
（四）核苷酸nucleotide
核酸化学
生物化学简明教程
1930~40年，Kossel & Levene等确定核酸的的组分：
核酸
脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA） 核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）
“四核苷酸假说”：核酸由四种核苷酸组成的单体 构成的，缺乏结构方面的多样性。
20世纪40年代末，Avery 的“肺炎双球菌转化”实验， 噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是有机体的遗传物质：
（二）DNA的双螺旋结构
1953年，Watson 和Crick 提出。
1. 双螺旋结构的主要依据
（1）Wilkins和Franklin发现不同来源的DNA纤维具有相似的 X射线衍射图谱。 （2）Chargaff发现DNA中A与T、C与G的数目相等。后Pauling 和Corey发现A与T生成2个氢键、C与G生成3个氢键。
波长 /nm
光吸收
（三）核酸结构的稳定性
1.碱基对间的氢键；2.碱基堆积力；3.环境中的正离子。
（四）核酸的的变性 ：双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，
形成单链无规线团状，只涉及次级键的
破坏。(与降解比较)(变性DNA特征) DNA变性是个突变过
A /260nm
Tm
Tm
程，类似结晶的熔解。 将紫外吸收的增加量
C-DNA：44~46%相对湿度，螺距3.09nm，每转螺旋9.33个碱 基对，碱基对倾斜6°。可能是特定条件下B-DNA和A-DNA 的转化中间物。 D-DNA：60%相对湿度，DNA中A、T序列交替的区域。每个 螺旋含8个bp，螺距2.43nm，碱基平面倾斜16°。
（三）DNA的三级结构
线形分子、双链环状(dcDNA)→超螺旋、
DNA
温育
《生物化学》第二章核酸化学及答案
第二章核酸化学《生物化学》一、选择题1．自然界游离核苷酸中，磷酸最常见是位于：A．戊糖的C-5′上B．戊糖的C-2′上C．戊糖的C-3′上D．戊糖的C-2′和C-5′上E．戊糖的C-2′和C-3′上2．可用于测量生物样品中核酸含量的元素是：A．碳B．氢C．氧D．磷E．氮3．下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A．尿嘧啶B．腺嘌呤C．胞嘧啶D．鸟嘌呤E．胸腺嘧啶4．核酸中核苷酸之间的连接方式是：A．2′，3′磷酸二酯键B．糖苷键C．2′，5′磷酸二酯键D．肽键E．3′，5′磷酸二酯键5．核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近？A．280nm B．260nm C．200nm D．340nm E．220nm6．有关RNA的描写哪项是错误的：A．mRNA分子中含有遗传密码B．tRNA是分子量最小的一种RNAC．胞浆中只有mRNAD．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNAE．组成核糖体的主要是rRNA7．大部分真核细胞mRNA的3′-末端都具有：A．多聚A B．多聚U C．多聚T D．多聚C E．多聚G8．DNA变性是指：A．分子中磷酸二酯键断裂B．多核苷酸链解聚C．DNA分子由超螺旋→双链双螺旋D．互补碱基之间氢键断裂E．DNA分子中碱基丢失9．DNA Tm值较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致？A．G+A B．C+G C．A+T D．C+T E．A+C10．某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为：A．15% B．30% C．40% D．35% E．7%二、填空题1．核酸完全的水解产物是________、_________和________。
其中________又可分为________碱和__________碱。
2．体内的嘌呤主要有________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_________。
生物化学第二章核酸化学
核酸分类及命名规则
核酸可分为DNA和RNA两大类，根据来源不同可分为基因组DNA、病毒DNA、mRNA、tRNA、 rRNA等。
核酸的命名通常包括种类、来源和特定序列信息，如人类基因组DNA可命名为hgDNA，mRNA可命 名为信使RNA等。
02
DNA结构与性质
DNA双螺旋结构模型
DNA由两条反向平行的多核苷酸链 组成，形成右手螺旋结构。
长约21nt的双链RNA，可引导RISC复合物识别并切割靶mRNA，实现基因沉默。
其他小分子RNA
如piRNA、snoRNA等，在基因表达调控、RNA修饰等方面发挥作用。
04
核酸理化性质与分离纯化方法
核酸溶解度和沉淀条件
溶解度
核酸在不同溶剂中的溶解度不同，一般易溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶 剂。其溶解度受温度、pH、离子强度等因素的影响。
非同源重组
发生在非同源序列之间的重组过程。这种重 组不依赖于序列之间的相似性，而是通过一 些特殊的蛋白质和酶的作用来实现DNA片 段的连接。非同源重组可能导致基因的重排 和染色体的不稳定，进而对生物体产生遗传 影响。
07
总结与展望
核酸化学领域重要成果回顾
核酸结构与功能研
究
揭示了DNA双螺旋结构和RNA多 种功能，阐明了遗传信息存储、 传递和表达机制。
05
核酸酶及其作用机制
限制性内切酶和外切酶作用方式
限制性内切酶
识别DNA分子中的特定核苷酸序 列，并在该序列内部进行切割， 产生特定的DNA片段。
外切酶
从DNA或RNA链的末端开始，逐 个水解核苷酸，释放单个的核苷 酸或寡核苷酸。
DNA连接酶在基因工程中应用
连接DNA片段
生物化学周爱儒第六版第二章核酸的结构与功能
• 变性核酸：OD260增高，粘度下降，浮力密度升高，失去其部分或全部 的 生物活性。
• 增色效应——核酸变性后，其在260 nm处的紫外吸收值将增加。 DNA约增加25－40%；RNA约增加1.1%。
• 核酸变性的因素：温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在均可引 起核酸的变性。
加温 （变性）
加温
缓慢 降温 （复性）
缓慢 降温
（分子杂交）
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
** DNA和RNA对遗传信息的携带和 传递，是依靠碱基排列顺序变化而 实现的。
第二节 DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
一.DNA的二级结构
• 1953年，Watson和Crick根据DNA结晶的X-衍射 图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模 型。
三. 核酸的水解
（1）酸或碱水解 DNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别。 如：在0.1 mol/L NaOH溶液中，RNA几乎可以完全
水解，DNA在同样条件下则不受影响。（这种水解性能上的差
别，与RNA核糖基上2′-OH的邻基参与作用有关。在RNA水解时，2′OH首先进攻磷酸基，在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱 的作用形成水解产物。）
• DNA复性后，一系列性质将得到恢复，但是生物活性 一般只能得到部分的恢复。
• DNA复性的程度、速率与复性过程的条件有关。 将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复
生物化学第二章 核酸化学
李纳斯·鲍林（Linus Pauling）
DNA的二级结构是三螺旋？
1962年，三人分享诺贝尔生理医学奖
DNA的二级结构是双螺旋
（1）DNA分子由两条多聚 脱氧核糖核苷酸链(简称 DNA单链)组成。两条链 沿着同一根轴平行盘绕， 形成右手双螺旋结构。 螺旋中的两条链方向相 反，即其中一条链的方 向为5′→3′，而另一条链 的方向为3′→5′，螺旋结 构上有大沟和小沟。
两类 核酸在分子组成上的异同点
组分 磷酸 戊糖 碱 嘌呤 基 嘧啶
RNA
DNA
磷酸Βιβλιοθήκη 核糖脱氧核糖AG
U
C
T
核苷酸的衍生物
ⅰ ATP (腺嘌呤核糖核苷三磷酸)
d d d
核苷酸及其多磷酸化合物
ⅱ 环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸 （cGMP）
•这两种环核苷酸在细胞代谢调节中具有重要作 用，是传递激素作用的媒介物。称为二级信使。
（2）两条链上的碱基通 过氢键相结合，形成碱 基对。碱基的相互结合 具有严格的配对规律， 即A与T结合，G与C结 合，碱基之间的这种一 一对应关系，称为碱基 互补配对原则。A和T之 间形成两个氢键，G与C 之间形成三个氢键。
碱基互补配对
A
T
C
G
（3）嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋 的内侧，磷酸和脱氧核糖基 位于螺旋外侧，彼此以3 ’-5’ 磷酸二酯键连接，形成DNA 分子的骨架。碱基环平面与 螺旋轴垂直，糖基环平面与 碱基环平面成90°角。
级结构的可能性较小。
* mRNA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补
配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定 其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。
原核细胞
真核细胞
细胞质
生物化学及分子生物学(人卫第八版)-第02章-核酸的结构与功能
第一节 核酸的化学组成以及一级结构
The Chemical Component and Primary
Structure of Nucleic Acid
核酸组成 核酸 (DNA和RNA) 核苷酸 磷酸 戊糖 核糖 脱氧核糖 核苷和脱氧核苷 碱基 嘌呤 嘧啶
DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotide） RNA的组成单位是核糖核苷酸（ribonucleotide）。
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。
（一）原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状的双螺旋分子 ，以 负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个 超螺旋形成。
目录
二、DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键 连接形成的大分子
一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸
5 的 α- 磷 酸 基 团 缩 合 形 成 磷 酸 二 酯 键 (phosphodiester bond)。 多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了 具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷 酸(polydeoxynucleotide)，即DNA链。
构成 RNA 的四种基本核苷酸是 AMP 、 GMP、
CMP和UMP。
目录
5 端
四、核酸的一级结构是 核苷酸的排列顺序
定义
C
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。
3 端
A
G
核酸的一级结构
A G T G C T
5 P
P
P
生物化学第二章_核酸的结构与功能试题及答案
第二章核酸的结构与功能一、名词解释1．核酸2．核苷3．核苷酸4．稀有碱基5．碱基对6．DNA的一级结构7．核酸的变性8．Tm值9．DNA的复性10．核酸的杂交二、填空题11．核酸可分为____和____两大类，其中____主要存在于____中,而____主要存在于____。
12．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。
13．生物体内的嘌呤碱主要有____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____。
14．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____.15．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。
16．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）____、____、____。
17．测知某一DNA样品中，A=0.53mol、C=0.25mol、那么T= ____mol,G= ____mol。
18．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____.19．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____。
20．体内有两个主要的环核苷酸是____、____,它们的主要生理功用是____。
21．写出下列核苷酸符号的中文名称：ATP____、22．DNA分子中，两条链通过碱基间的____相连，碱基间的配对原则是____对____、____对____。
23．DNA二级结构的重要特点是形成____结构，此结构属于____螺旋，此结构内部是由____通过____相连维持。
(完整版)生物化学考试重点_总结(2)
第一节蛋白质的分子组成
一、蛋白质的主要组成元素：C、H、O、N、S特征元素：N（16%）特异元素：S
凯氏定氮法：每克样品含氮克数×6.25×100＝100g样品中蛋白质含氮量（g%）
组成蛋白质的20种氨基酸
（名解）不对称碳原子或手性碳原子：与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳
第二节蛋白质的分子结构
一、蛋白质的分子结构
一级结构
二级结构↘
三级结构→高级结构（空间构象）
四级结构↗
（一）、蛋白质的一级结构：蛋白质的一级结构指在蛋白质分子中，从N-端至C-端的氨基酸排列顺序，即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。
1、主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。
2、一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础
为L-α-氨基酸，其中脯氨酸（Pro）属于L-α-亚氨基酸
不同L-α-氨基酸，其R基侧链不同
除甘氨酸（Gly）外，都为L-α-氨基酸，有立体异构体
组成蛋白质的20种氨基酸分类
非极性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、
亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro）
极性中性氨基酸：丝氨酸（Ser）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）
①氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。
②氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。
③（名解）等电点（pI点）：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。
pH<pI阳离子氨基酸带净负电荷，在电场中将向正极移动
生物化学重点_第二章核酸化学
生物化学要点 _第二章核酸化学第二章核酸化学一、核酸的化学构成 :1、含氮碱 : 参加核酸与核苷酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱与嘧啶碱两大类。
构成核苷酸的嘧啶碱主要有三种——尿嘧啶 (U) 、胞嘧啶 (C)与胸腺嘧啶 (T),它们都就是嘧啶的衍生物。
构成核苷酸的嘌呤碱主要有两种——腺嘌呤 (A) 与鸟嘌呤 (G),它们都就是嘌呤的衍生物。
2、戊糖 :核苷酸中的戊糖主要有两种,即β-D- 核糖与β-D-2- 脱氧核糖 ,由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
3、核苷 :核苷就是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。
由“罕有碱基”所生成的核苷称为“罕有核苷”。
如 :假尿苷 (ψ)二、核苷酸的构造与命名:核苷酸就是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物,包含核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
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 )、二磷酸核苷与三磷酸核苷。
别的 ,生物体内还存在一些特别的环核苷酸 ,常有的为环一磷酸腺苷 (cAMP) 与环一磷酸鸟苷 (cGMP),它们往常就是作为激素作用的第二信使。
核苷酸往常使用缩写符号进行命名。
第一位符号用小写字母 d 代表脱氧 ,第二位用大写字母代表碱基 ,第三位用大写字母代表磷酸基的数量 ,第四位用大写字母 P 代表磷酸。
三、核酸的一级构造 :核苷酸经过 3’ ,5-磷’酸二酯键连结起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核酸。
核酸拥有方向性,5’-位上拥有自由磷酸基的尾端称为5’-端,3’-位上拥有自由羟基的尾端称为3’-端。
DNA 由 dAMP 、dGMP、dCMP 与 dTMP 四种脱氧核糖核苷酸所构成。
DNA 的一级构造就就是指 DNA 分子中脱氧核糖核苷酸的摆列次序及连结方式。
RNA由AMP,GMP,CMP,UMP 四种核糖核苷酸构成。
四、 DNA 的二级构造 :DNA 双螺旋构造就是 DNA 二级构造的一种重要形式 ,它就是 Watson与 Crick 两位科学家于 1953 年提出来的一种构造模型 ,其主要实验依照就是 Chargaff 研究小组对 DNA 的化学构成进行的剖析研究,即 DNA 分子中四种碱基的摩尔百分比为 A=T 、 G=C、 A+G=T+C(Chargaff 原则 ),以及由 Wilkins 研究小组达成的 DNA晶体 X 线衍射图谱剖析。
生物化学核酸章节考点总结
第六章核酸核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。
结构层次：核酸核苷酸组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
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。
《生物化学》第二章 核酸化学及答案
第二章核酸化学《生物化学》一、选择题1．自然界游离核苷酸中，磷酸最常见是位于：A．戊糖的C-5′上B．戊糖的C-2′上C．戊糖的C-3′上D．戊糖的C-2′和C-5′上E．戊糖的C-2′和C-3′上2．可用于测量生物样品中核酸含量的元素是：A．碳B．氢C．氧D．磷E．氮3．下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA：A．尿嘧啶B．腺嘌呤C．胞嘧啶D．鸟嘌呤E．胸腺嘧啶4．核酸中核苷酸之间的连接方式是：A．2′，3′磷酸二酯键B．糖苷键C．2′，5′磷酸二酯键D．肽键E．3′，5′磷酸二酯键5．核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近？A．280nm B．260nm C．200nm D．340nm E．220nm6．有关RNA的描写哪项是错误的：A．mRNA分子中含有遗传密码B．tRNA是分子量最小的一种RNAC．胞浆中只有mRNAD．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNAE．组成核糖体的主要是rRNA7．大部分真核细胞mRNA的3′-末端都具有：A．多聚A B．多聚U C．多聚T D．多聚C E．多聚G8．DNA变性是指：A．分子中磷酸二酯键断裂B．多核苷酸链解聚C．DNA分子由超螺旋→双链双螺旋D．互补碱基之间氢键断裂E．DNA分子中碱基丢失9．DNA Tm值较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致？A．G+A B．C+G C．A+T D．C+T E．A+C10．某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为：A．15% B．30% C．40% D．35% E．7%二、填空题1．核酸完全的水解产物是________、_________和________。
其中________又可分为________碱和__________碱。
2．体内的嘌呤主要有________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_________。
生物化学第二章 核酸的结构
Na+,K+, Cs+ 窄深
宽深
Na+低盐
Li+
Na+, Mg++高 盐
宽中等 深 宽中等 深 平浅
窄中 等深 窄中 等深 窄深
• 真核生物染色体DNA是线型双链DNA。
• • 细胞器DNA、原核生物的染色体DNA、 质粒DNA都是环状双链
补充知识：
(一)三链DNA（triple helix DNA）
脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP） 脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP） 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP)
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP
N O
HO P O CH2O N
OH
AMP OH OH
NH2 N
N
N
O
O
HO P O P O CH2O N OH OH
ADP
OH OH
N
O
O
O
HO P O P O P O CH2O N OH OH OH
7）碱基环氮原子的烷基化反应
8）环外氨基的反应
9）环外氧的烷基化反应
（二）戊 糖
（三） 磷酸：
（四）核苷酸
1. 核苷(ribonucleoside)
碱基和核糖（脱氧核糖） 糖苷键
N-9 C-1'
N-1
NH 2
N
N
N
N
HOCH 2
9
O
1
HO
OH
NH2
N
O N1 HOCH2
O
1
OH H
• 核苷：腺苷，鸟苷 • 脱氧核苷：
定义: 核酸中核苷酸的排列顺序， 也称为碱基序列。
核苷酸的连接 以3'，5'–磷酸二酯键连接
生物化学复习要点-核酸化学
核酸化学一、学大纲基本要求DNA、RNA的结构和性质以及研究技术。
核酸的化学结构，碱基、核苷、核苷酸，DNA的结构,DNA的一级结构,DNA的二级结构,DNA结构的不均一性和多形性,环状DNA,染色体的结构。
RNA的结构,RNA的类型和结构特点,tRNA的结构和功能,mRNA的结构和功能,rRNA的结构和功能。
核酸的性质,解离性质,水解性质,光吸收性质,沉降特性,变性、复性及杂交。
核酸研究技术,核酸的分离纯化,限制性核酸内切酶,DNA物理图谱,分子杂交,DNA序列分析,DNA的化学合成，DNA聚合酶链式反应—PCR。
二、本章知识要点(一)核酸的化学组成1．元素组成核酸分子主要由碳、氢、氧、氮和磷等元素组成。
与蛋白质相比较，核酸的元素组成中一般不含有硫，而磷的含量较为稳定，占核酸9％～10％。
可通过测定磷含量来估计样品中核酸的含量。
2．物质组成核酸在核酸酶的作用下水解为核苷酸，核苷酸完全水解可释放出等摩尔量的含N碱(碱基Base)、戊糖和磷酸。
因此构成核酸的物质成分有三类：包括磷酸、戊糖和碱基。
戊糖可分为核糖和脱氧核糖，碱基又分为嘌呤碱和嘧啶碱两类，DNA中的戊糖和碱基与RNA有所不同。
DNA分子中的戊糖是β-D-2-脱氧核糖,RNA中的戊糖是β-D-核糖。
DNA分子中存在的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。
RNA分子中除含有A，G，C外，还含有尿嘧啶(U)，而不含有T。
因此，DNA和RNA的碱基组成上，嘧啶的组成有所不同。
在DNA和RNA分子中尚含有少量的不常见的其他碱基，称为稀有碱基，它们大多数是常见碱基的甲基化衍生物。
3．核酸的基本单位——核苷酸组成DNA的核苷酸(nucleotide)称为脱氧核糖核苷酸，组成RNA的核苷酸称为核糖核苷酸。
核苷酸则是由磷酸、戊糖、碱基组成。
碱基和核糖或脱氧核糖之间脱水通过糖苷键(glycosidic bond)缩合形成核苷或脱氧核苷，戊糖的第1位碳原子与嘌呤的第9位氮原子相连构成l，9—糖苷键，而与嘧啶的第l位氮原子相连构成1，1-糖苷键。
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第二章核酸化学
一、核酸的化学组成:
1、含氮碱: 参与核酸与核苷酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱与嘧啶碱两大类。
组成核苷酸的嘧啶碱主要有三种——尿嘧啶(U)、胞嘧啶(C)与胸腺嘧啶(T),它们都就是嘧啶的衍生物。
组成核苷酸的嘌呤碱主要有两种——腺嘌呤(A)与鸟嘌呤(G),它们都就是嘌呤的衍生物。
2、戊糖:核苷酸中的戊糖主要有两种,即β-D-核糖与β-D-2-脱氧核糖,由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
3、核苷:核苷就是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。
由“稀有碱基”所生成的核苷称为“稀有核苷”。
如:假尿苷(ψ)
二、核苷酸的结构与命名:
核苷酸就是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物,包括核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
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)、二磷酸核苷与三磷酸核苷。
此外,生物体内还存在一些特殊的环核苷酸,常见的为环一磷酸腺苷(cAMP)与环一磷酸鸟苷(cGMP),它们通常就是作为激素作用的第二信使。
核苷酸通常使用缩写符号进行命名。
第一位符号用小写字母d代表脱氧,第二位用大写字母代表碱基,第三位用大写字母代表磷酸基的数目,第四位用大写字母P代表磷酸。
三、核酸的一级结构:
核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核酸。
核酸具有方向性,5’-位上具有自由磷酸基的末端称为5’-端,3’-位上具有自由羟基的末端称为3’-端。
DNA由dAMP、dGMP、dCMP与dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成。
DNA 的一级结构就就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。
RNA 由AMP,GMP,CMP,UMP四种核糖核苷酸组成。
四、DNA的二级结构:
DNA双螺旋结构就是DNA二级结构的一种重要形式,它就是Watson与Crick 两位科学家于1953年提出来的一种结构模型,其主要实验依据就是Chargaff研究
小组对DNA的化学组成进行的分析研究,即DNA分子中四种碱基的摩尔百分比为A=T、G=C、A+G=T+C(Chargaff原则),以及由Wilkins研究小组完成的DNA 晶体X线衍射图谱分析。
天然DNA的二级结构以B型为主,其结构特征为:①为右手双螺旋,两条链以反平行方式排列;②主链位于螺旋外侧,碱基位于内侧;③两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A-T、G-C(碱基互补原则); ④螺旋的稳定因素为氢键与碱基堆砌力;⑤螺旋的螺距为3、4nm,10碱基为一个螺旋。
五、DNA的超螺旋结构:
双螺旋的DNA分子进一步盘旋形成的超螺旋结构称为DNA的三级结构。
绝大多数原核生物的DNA都就是共价封闭的环状双螺旋,其三级结构呈麻花状。
六、RNA的空间结构与功能:
RNA分子的种类较多,分子大小变化较大,功能多样化。
RNA通常以单链存在,但也可形成局部的双螺旋结构。
1、mRNA的结构与功能:mRNA就是单链核酸,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(m7G)帽子结构与3’-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构。
mRNA的功能就是为蛋白质的合成提供模板,分子中带有遗传密码。
原核生物的mRNA一般就是多顺反子。
真核生物的mRNA一般就是单顺反子。
2、tRNA的结构与功能:tRNA就是分子最小,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:①氨基酸臂:3’-端都带有-CCA-顺序,可与氨基酸结合而携带氨基酸。
②DHU臂/环:含有二氢尿嘧啶核苷。
③反密码臂/环: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/环:含保守的TψC顺序。
⑤可变环。
3、rRNA的结构与功能:rRNA就是细胞中含量最多的RNA,可与蛋白质一起构成核蛋白体,作为蛋白质生物合成的场所。
原核生物中的rRNA有三种:5S,16S,23S。
真核生物中的rRNA有四种:5S,5、8S,18S,28S。
七、核酶:
具有自身催化作用的RNA称为核酶(ribozyme)。
八、核酸的一般理化性质:
核酸具有酸性;粘度大;能吸收紫外光,最大吸收峰为260nm。
九、DNA的变性:
就是指核酸分子中氢键断裂,双螺旋解开,变成无规则卷曲的过程,这种现象称为DNA的变性。
引起DNA变性的因素主要有:①高温,②强酸强碱,③有机溶剂等。
增色效应:指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象。
加热DNA溶液,使其对260nm紫外光的吸收度突然增加。
消光值A260达到最大值一半时的温度称熔解温度(Tm)。
Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关,G+C的含量越高,则Tm越高。
十、DNA的复性与分子杂交:
将变性DNA经退火处理,使其重新形成双螺旋结构的过程,称为DNA的复性。
把不同的DNA链放在同一溶液中做变性处理,或把单链DNA与RNA放在一起,只要有些区域有碱基配对的可能,它们之间就可能形成局部的双链,这一现象称为核酸的分子杂交。
核酸杂交可以就是DNA-DNA,也可以就是DNA-RNA 杂交。