核酸化学ppt课件

5′PAPCPGPUOH ′ 5′ACGUAUGU 3′
ACGUAUGU
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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。
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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）
(OH)
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NH2
OH
N
N
N
N
NH2 N
OH N
NN HOCH2 O
HH
H2N N N HOCH2 O
HH
HO N HOCH2 O
HH
HO N HOCH2 O
HH
H
H
H
HH
H
H
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
Adenosine Guanosine Cytidine Uridine
各种细胞、病毒和细菌质粒编辑中版基ppt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）
3. 原核生物基因组特点
重复序列少，多位编码区 多为操纵子形式组织 有重叠基因存在
4. 真核生物基因组特点
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
取代核苷的表示方式 7-甲基鸟苷 m5G
OH
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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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五、核苷酸衍生物
• 1. 继续磷酸化
O-
O
P O-
O-
O
P O-
O-
O
P O-
N H2
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5’
3’ 5’
3’
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5′-磷酸端（常用5’-P表示）；3′-羟基端（常用3’-OH表示） 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或
是3′→5′。
多聚核苷酸的表示方式
TU
O OH 53H53
’’
DNA
RNA
5′PdAPdCPdGPdTOH 3′ 或5′ACGTGCGT 3′ ACGTGCGT
核酸化学
重点：1.DNA、RNA的二级结构。 2.DNA的双螺旋结构特点 3.核酸的理化性质
难点：1.DNA分子的多态性 2.分子杂交的应用
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1
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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。
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）
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
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
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胸腺嘧啶 O
NH
N
O
H
thymTine
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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
5’
5’
4’
1’
3’ 2’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
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二、碱基
1. 嘌呤（Purine）
7
6
5
1
8
9
4
2
3
腺嘌呤Adenine
N2 H N
N
鸟嘌呤guanine
O
N N
N H
N
A
N H N N 2
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G
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2. 嘧啶（Pyrimidine）
尿嘧啶 uracil
O
4
5
3
6
2
1
NH
N
O
H
U
胞嘧啶 NH 2 N
N
O
H
cytCosine
叶绿体（ctDNA）
DNA
拟核
原核
核外：质粒（plasmid）
病毒：DNA病毒
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7
RNA主要存在于细胞质中
tRNA rRNA mRNA 其它 RNA病毒：SARS
三、分子生物学的中心法则
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8
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。
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
碱基 戊糖
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
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱 氧 核 糖
Deoxyribose
N
N
O C H2 H
N O
H
N
H
H
OH
OH
三磷酸腺苷 ( AT P)
AAATMDPPP
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2.环化磷酸化
cAMP
cGMP
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3. 肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)
Hale Waihona Puke BaiduIMP
GMP
4. 辅酶
NAD、NADP、FMN
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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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3
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。
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4
1944年，Avery的转换转化实验
or and
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可分离
5
1952年， Hexshey、Chase T2噬 菌体（捣碎器实验）