天津大学生物化学05第五章课件——《核酸化学》

第一节 核酸的概述（2核酸的研究史）
➢1889年，Altmann首先制备了不含蛋白的核酸制品， 并引入“核酸”这一名词。
➢20世纪20年代测定了核酸的化学组成，并将核酸分为 DNA和RNA。
➢1943年，E .Chargaff的工作：嘌呤：嘧啶=1：1，由 此推理出碱基配对的理论。
➢1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证明遗传物质 即为DNA。
（二）DNA的一级结构1
➢各核苷酸残基沿多核苷酸链排列的顺序 叫核酸的一级结构。 ➢连接键：3，5一磷酸二酯键连接起来 的直线形或环形分子。 ➢DNA没有侧链。
连 接
5｀
首
键
3`
脱H2O 脂键相连
5`
3｀
3`，5`-磷酸二酯键
尾
（二）DNA的一级结构3(线条缩写)
O
碱基
NH
N
HN
N
NO
N
脂键 N
H
H
磷
O
酸 O P O H OHCH2
O
OH O
糖苷键
H2O
OH OH
戊糖
第二节 核苷酸(4核苷酸4）
八种核苷酸如下表所示
R N A D N A
腺 嘌 呤 鸟 嘌 呤 胞 嘧 啶 尿 嘧 啶 胸 腺 嘧 啶
A
G
C
U
T
A M P G M P C M P U M P 未 发 现
dA M P dG M P dC M P 未 发 现 dT M P
M-单(D-二；T－三） ；P-磷酸
RNA的名称为某（单、二、三）苷酸，DNA在 某（单、二、三）前加脱氧两字。
如AMP称腺苷—磷酸(或腺苷酸），dAMP称为 脱氧腺苷—磷酸（脱氧腺苷酸）。
第二节 核苷酸(5多磷核苷酸1）
➢参与核酸生物合成的直接原 料不是一磷酸核苷酸，而是 三磷酸核苷酸，如ATP （三 磷酸腺苷酸）。 ➢ATP上的磷酸残基用α、β 、γ来编号。
天津大学生物化学05第五章课件—— 《核酸化学》
第一节 核酸的概述
1．染色体和基因 2．核酸
第一节 核酸的概述（染色体和基因1）
➢在生物细胞核中存在着一种能被碱性染 料着色的螺旋集缩体，它是由核酸、 组蛋 白、非组蛋白等组成，称此物质为染色体 。
➢经典遗传学认为，染色体和基因（遗传 因子）间有平行现象，基因存在于染色体 上，基因在遗传中具有完整性，随染色体 的分裂、配对而进行独立的分配。
胸腺嘧啶 Thymine(T)
第二节 核苷酸(2碱基3[嘌呤1]）
嘌呤环
腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G
第二节 核苷酸(2碱基3[嘌呤2]）
NH2
N N
O N
NH
N H
N
N H
N
N H2
腺嘌呤Adenine(A)
鸟嘌呤Guanine(G)
注意与书上图画法的区别
第二节 核苷酸(3核苷1）
➢核苷是一种糖苷，由戌糖和碱基缩合而成 ➢糖与碱基之间以糖苷键相连接。糖的第一 位上的碳原子（C1）与嘧啶碱的第一位上的 氮原子（N1）或嘌呤碱的第九位上的氮原子 （N9）相连，所以糖与碱基间的连键是N-C 键，一般称之为N-糖苷键。 ➢蛋白质与糖连接时，天冬酰氨的氨基与半 羧醛羟基间形成的为N-糖苷键
脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid-
DNA）
第一节 核酸的概述（核酸的分布）
第一节 核酸的概述（核酸的功能）
DNA功能：遗传信息的载体，负责遗 传信息的贮存和发布。 RNA功能：三者共同参与遗传信息的 表达。
第一节 核酸的概述（核酸的组成）
核蛋白
蛋白质
核酸
•这样看 核酸是一 种高聚核 苷酸，它 的基本结 构单位是 核苷酸。
➢1953年，Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构模 型。
➢遗传密码的阐明、核酸内切酶的发现、核酸的合成与分 析技术、基因重组技术等的建立形成了分子生物学的基本
第一节 核酸的概述（核酸的种类）
核糖核酸（ribonucleic acid-RNA）
转移RNA(transfer RNA-tRNA) 信使RNA(messenger RNA-mRNA) 核糖体RNA（ribosomal RNA-rRNA）
(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)
第三节 核酸的结构
一、DNA的结构 二、RNA的结构
一、DNA的结构1(总）
（一）DNA的的碱基组成 （二）DNA的一级结构 （三）DNA的二级结构 （四）DNA的三级结 构
（一）DNA的碱基组成
碱基组成的规律：
1．A=T，G=C A+G=C+T
2．没有组织和器官的特异性 3．具有种的特异性 4．年龄、营养状态和环境的改变不影响DNA的 碱基组成
（2）嘌呤碱：腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
第二节 核苷酸(2碱基2[嘧啶1]）
嘧啶环
RNA特有 尿嘧啶 U
胞嘧啶 C
DNA特有 胸腺嘧啶 T
第二节 核苷酸(2碱基2[嘧啶2]）
NH 2 N
O NH
N
O
H
N
O
H
胞嘧啶 Cytosine(C)
尿嘧啶 Uracil(U)
注意与书上图画法的区别
O
NH
N
O
H
➢ATP含有两个高能磷酸酯键（～P），其水解时释 放出的能量为7.3千卡/克分子（普通磷酸酯键为2 千卡/克分子）。
➢ATP在细胞能量代谢中起着及其重要的作用。
第二节 核苷酸(5多磷核苷酸2）
NH2
N
N
O-
百度文库
O
P～γ O-
O-
O P ～β OO-
Oα
N
P O-
OCH2 O H
H
N
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
第二节 核苷酸(3核苷2）
糖与碱基之间以C-N糖苷键连接
第二节 核苷酸(4核苷酸1）
➢ 核苷中的戌糖羟基被磷酸酯化，就形成核苷酸 ➢ 作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷 酸-脱氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷
第二节 核苷酸(4核苷酸2）
磷 酸
碱 基
戊糖
第二节 核苷酸(4核苷酸3）
核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
水 解
碱基
第二节 核苷酸(总）
磷酸 戊糖
碱基
核苷
核苷酸
核酸
许多个
1．核糖 2．碱基 3．核苷 4．核苷酸 5．多磷核苷酸（ATP）
第二节 核苷酸(1戊糖）
组成核酸的戊糖有两种
组成 DNA
组成 RNA
第二节 核苷酸(2碱基1）
核酸中的碱基分两类：
（1）嘧啶碱：胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 胸腺嘧啶（T）
第一节 核酸的概述（染色体和基因2）
第一节 核酸的概述（染色体和基因3）
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第一节 核酸的概述（1核酸的发现）
瑞士科学家 F.Miescher
➢1868年，从外科 绷带上的脓细胞 的细胞核中分离 得到一种含磷较 高的酸性物质， 称之为核素。 （nuclein）
➢核素实质是一 种核糖核蛋白。