核酸化学(汉班)-
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第7章核酸化学-PPT资料109页
1. 核酸组成
核酸的特征元素
（1）元素组成 C、H、O、N、P（9～10%）
（2）核酸分子的三大组成成分：
—— 碱基(base)： 嘌呤碱，嘧啶碱 —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 —— 磷酸(phosphate)
核酸分解产物 pp.478
碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、
脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸(dNMP)
43 2 N
嘌呤(purine)
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N
6 NH
2
NH
N
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine) pp.479
NH2
54
N 3
612
NH
O
H 3C
4 5
NH2NHO胸腺嘧啶(thymine, T)
主要出现在DNA中
4N
2
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C) 可出现在DNA和RNA中
AMP、ADP、ATP结构 pp.481
ADP
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 (ATP)
AMP
ADP
ATP
pp.482
3’,5’-cAMP 3’,5’-环状一磷酸腺苷 （激素的媒介、第二信使）
含有核苷酸的生物活性物质
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等中均含AMP
O
4 NH
2
尿嘧啶 (uracil, U) 仅出现在
04核酸化学-121页PPT精选文档
赵丹丹
第4章 核酸化学
46
Comparison of the A、B and Z forms of DNA
The B form is the most stable structure for a random-sequence of DNA molecule under physiological conditions, and is therefore the standard point of reference in any study of the properties of DNA.
acid, DNA)
携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。
核糖核酸
分布于胞核、胞液。
(ribonucleic acid, 参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒
RNA)
RNA也可作为遗传信息的载体。
RNA分为: mRNA（messengerRNA，信使RNA ） tRNA（transferRNA，转运RNA） rRNA（ribosomal RNA，核糖体RNA ）
核苷酸
核酸
Ap pA
赵丹丹
第4章 核酸化学
27
4.3 DNA的结构 （Structure of DNA）
一、核酸中核苷酸的连接方式
3′, 5′- 磷酸二酯键
5´端
（phosphodiester bond）
C
即磷酸分子的一个羟基
与一个核苷的核糖C-3′
位羟基缩合成酯，该磷
酸分子的另一个羟基与
~~
赵丹丹
第4章 核酸化学
23
（3）环核苷酸调节物质代谢
环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）都是 一分子 磷酸与核酸的3′-羟基和5′-羟基失水形成环状磷酸酯。
《核酸的化学》课件
磷酸酯键
腺嘌呤核苷酸（ AMP）
脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）
OH
鸟嘌呤核苷酸（GMP） 胞嘧啶核苷酸（CMP） 尿嘧啶核苷酸（UMP）
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）
H
核苷酸的结构和命名
通式：碱基+戊糖+磷酸
1.核苷酸
DNA:dNMP
RNA:NMP
2
3
4
5
6
7
8
9
嘧啶
嘌呤
:DNA特有
:RNA特有
两者均有
C
N
C
HC
C
C
N
N H
CH
NH2
腺嘌呤(A)
6
C
N
C
C
C
C
N
N H
CH
O
H2N
鸟嘌呤(G)
2
6
嘌呤
C
N
C
C
C
N
N
N
C
H
H
H
NH2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
O
O
N
C
HN
CH
C
CH
H
胞嘧啶（C） 两者均有
尿嘧啶（U）： RNA特有
胸腺嘧啶（T） DNA特有
DNA:dNTP
RNA:NTP
通式：碱基+戊糖+3磷酸
3.三磷酸核苷酸
三、核酸分子的基本单位-核苷酸种类
脱氧三磷酸腺苷酸 dATP 三磷酸腺苷酸 ATP 脱氧三磷酸鸟苷酸 dGTP 三磷酸鸟苷酸 GTP 脱氧三磷酸胞苷酸 dCTP 三磷酸胞苷酸 CTP 脱氧三磷酸胸苷酸 dTTP 三磷酸尿苷酸 UTP
腺嘌呤核苷酸（ AMP）
脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）
OH
鸟嘌呤核苷酸（GMP） 胞嘧啶核苷酸（CMP） 尿嘧啶核苷酸（UMP）
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）
H
核苷酸的结构和命名
通式：碱基+戊糖+磷酸
1.核苷酸
DNA:dNMP
RNA:NMP
2
3
4
5
6
7
8
9
嘧啶
嘌呤
:DNA特有
:RNA特有
两者均有
C
N
C
HC
C
C
N
N H
CH
NH2
腺嘌呤(A)
6
C
N
C
C
C
C
N
N H
CH
O
H2N
鸟嘌呤(G)
2
6
嘌呤
C
N
C
C
C
N
N
N
C
H
H
H
NH2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
O
O
N
C
HN
CH
C
CH
H
胞嘧啶（C） 两者均有
尿嘧啶（U）： RNA特有
胸腺嘧啶（T） DNA特有
DNA:dNTP
RNA:NTP
通式：碱基+戊糖+3磷酸
3.三磷酸核苷酸
三、核酸分子的基本单位-核苷酸种类
脱氧三磷酸腺苷酸 dATP 三磷酸腺苷酸 ATP 脱氧三磷酸鸟苷酸 dGTP 三磷酸鸟苷酸 GTP 脱氧三磷酸胞苷酸 dCTP 三磷酸胞苷酸 CTP 脱氧三磷酸胸苷酸 dTTP 三磷酸尿苷酸 UTP
核酸化学ppt课件
2. 大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。
1. 大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。
3 编码区：mRNA有编码区和非编码区，编码区是所有mRNA分子的主要结构部分，决定蛋白质分子的 一级结构。非编码区与蛋白质生物合成调控有关。
元素组成 核酸的基本结构单位——核苷酸
第二节 核酸的基本结构单位－核苷酸
核酸的分子组成
元素组成 C、H、O、N、P等 平均磷含量 P含量约为9％～10%。各种核酸中P接近和恒定。 故在测定组织中的核酸含量时常通过测定P的含量计算生物组织中核酸的含量。
核酸的基本结构单位——核苷酸
复性：变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为～。
（2）核酸的复性
不同来源的DNA、DNA与RNA、RNA和RNA之间都可以发生杂交。
核酸的杂交的应用： 在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。 临床诊断： 基因诊断：如地中海贫血、分子病等 遗传病的产前诊断：胎儿羊水中收取DNA 基础研究领域： PCR技术、Southern杂交、Northern杂交
—— DNA和 RNA
DNA
RNA
嘌呤(purine)
腺嘌呤(adenine, A)
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine)
胞嘧啶(cytosine, C)
尿嘧啶(uracil, U)
胸腺嘧啶(thymine, T)
二、 戊 糖
（构成RNA）
1´
2´
3´
4´
5´
核糖(ribose)
1. 大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。
3 编码区：mRNA有编码区和非编码区，编码区是所有mRNA分子的主要结构部分，决定蛋白质分子的 一级结构。非编码区与蛋白质生物合成调控有关。
元素组成 核酸的基本结构单位——核苷酸
第二节 核酸的基本结构单位－核苷酸
核酸的分子组成
元素组成 C、H、O、N、P等 平均磷含量 P含量约为9％～10%。各种核酸中P接近和恒定。 故在测定组织中的核酸含量时常通过测定P的含量计算生物组织中核酸的含量。
核酸的基本结构单位——核苷酸
复性：变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为～。
（2）核酸的复性
不同来源的DNA、DNA与RNA、RNA和RNA之间都可以发生杂交。
核酸的杂交的应用： 在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。 临床诊断： 基因诊断：如地中海贫血、分子病等 遗传病的产前诊断：胎儿羊水中收取DNA 基础研究领域： PCR技术、Southern杂交、Northern杂交
—— DNA和 RNA
DNA
RNA
嘌呤(purine)
腺嘌呤(adenine, A)
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine)
胞嘧啶(cytosine, C)
尿嘧啶(uracil, U)
胸腺嘧啶(thymine, T)
二、 戊 糖
（构成RNA）
1´
2´
3´
4´
5´
核糖(ribose)
教学课件第一章核酸化学
占总RNA的80% tRNA：核内合成，占
总RNA的15% 1. mRNA：核内合成，占
总RNA的5%
二、核酸的化学组成
碱
嘌呤碱
核
基
嘧啶碱
苷
核 酸
核 苷 酸
磷
戊
核糖（ RNA ）
酸
糖
脱氧核（ DNA ）
碱基
稀有碱基
戊糖
•核苷与核苷酸
核苷： 核苷酸
核苷
糖苷键
核苷酸
常见的核苷酸及其缩写符号
5`末端多数为pG…，也 有pC…..；
1. tRNA的二级结构都呈 三叶草形。三叶草结构 由氨基酸臂、二氢尿嘧 啶环、反密码环、额外 环和TψC环等五部分组 成。
tRNA的三级结构
tRNA的三级结构呈倒L形
四、核酸的性质
核酸的一般性质 核酸的紫外吸收性质 核酸的变性、复性和分子杂交
•核酸的一般性质
5`-端
3`-端 AA….AA
1. 真核细胞mRNA的 5`-末端有一极为 特殊的帽子结构，
称为“帽子 （Cap）”：
m7GpppNm
非编码区
帽子结构
编码区 非编码区
~200A Poly A
转移RNA（tRNA）
tRNA二级结构特点： 分子量较小；
在碱基组成上，有较多 的稀有碱基；
tRNA的3`-末端，皆 为……CCAOH；
多磷酸核苷酸
常见核苷酸及缩写
核糖核苷酸（RNA）
脱氧核糖核苷酸（DNA）
核苷一磷酸 核苷二磷酸 核苷三磷酸 脱氧核苷一磷酸 脱氧核苷二磷酸 脱氧核苷三磷酸
Adenosine monHale Waihona Puke phosphate(AMP)
总RNA的15% 1. mRNA：核内合成，占
总RNA的5%
二、核酸的化学组成
碱
嘌呤碱
核
基
嘧啶碱
苷
核 酸
核 苷 酸
磷
戊
核糖（ RNA ）
酸
糖
脱氧核（ DNA ）
碱基
稀有碱基
戊糖
•核苷与核苷酸
核苷： 核苷酸
核苷
糖苷键
核苷酸
常见的核苷酸及其缩写符号
5`末端多数为pG…，也 有pC…..；
1. tRNA的二级结构都呈 三叶草形。三叶草结构 由氨基酸臂、二氢尿嘧 啶环、反密码环、额外 环和TψC环等五部分组 成。
tRNA的三级结构
tRNA的三级结构呈倒L形
四、核酸的性质
核酸的一般性质 核酸的紫外吸收性质 核酸的变性、复性和分子杂交
•核酸的一般性质
5`-端
3`-端 AA….AA
1. 真核细胞mRNA的 5`-末端有一极为 特殊的帽子结构，
称为“帽子 （Cap）”：
m7GpppNm
非编码区
帽子结构
编码区 非编码区
~200A Poly A
转移RNA（tRNA）
tRNA二级结构特点： 分子量较小；
在碱基组成上，有较多 的稀有碱基；
tRNA的3`-末端，皆 为……CCAOH；
多磷酸核苷酸
常见核苷酸及缩写
核糖核苷酸（RNA）
脱氧核糖核苷酸（DNA）
核苷一磷酸 核苷二磷酸 核苷三磷酸 脱氧核苷一磷酸 脱氧核苷二磷酸 脱氧核苷三磷酸
Adenosine monHale Waihona Puke phosphate(AMP)
核酸化学生物化学
第四章 核酸化
学
核 酸(nucleic acid)
是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携 带和传递遗传信息。
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。
1944年，Avery的转换转化实验
or and
可分离
二、核酸的分类及分布
一、核酸的一级结构
C
定义
核酸中核苷酸的排
列顺序。
A
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。
G
3′端
书写方法（ 5′→3′）
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′； 戊糖用垂直竖线表示
螺距3.4nm，10bp/圈
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
氢键维持双链横向稳 定性，碱基堆积力维 持双链纵向稳定性。
（三）DNA双螺旋结构的多样性
三、DNA的三级结构－－超螺旋
（一）DNA的超螺旋结构 超螺旋结构(superhelix)
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil)
1.糖苷键（nucleoside）与核苷 ❖ 核苷 = 碱基 + 核糖 ❖ 连接方式：糖苷键(glycosidic bond) 嘌
呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1与糖的C-1 以糖苷键相连。
1. 核苷(ribonucleoside)的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖
NH2
苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
学
核 酸(nucleic acid)
是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携 带和传递遗传信息。
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。
1944年，Avery的转换转化实验
or and
可分离
二、核酸的分类及分布
一、核酸的一级结构
C
定义
核酸中核苷酸的排
列顺序。
A
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。
G
3′端
书写方法（ 5′→3′）
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′； 戊糖用垂直竖线表示
螺距3.4nm，10bp/圈
（二） DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
氢键维持双链横向稳 定性，碱基堆积力维 持双链纵向稳定性。
（三）DNA双螺旋结构的多样性
三、DNA的三级结构－－超螺旋
（一）DNA的超螺旋结构 超螺旋结构(superhelix)
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil)
1.糖苷键（nucleoside）与核苷 ❖ 核苷 = 碱基 + 核糖 ❖ 连接方式：糖苷键(glycosidic bond) 嘌
呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1与糖的C-1 以糖苷键相连。
1. 核苷(ribonucleoside)的形成
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖
NH2
苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
二章核酸化学ppt课件
asRNA可通过互补序列与特定的mRNA结合，抑制mRNA的 翻译，还可抑制DNA的复制和转录。
（五）RNA的其它功能
1981年，Cech发现RNA的催化活性，提出核酸（ribozyme）。 大部分核酶参加RNA的加工和成熟，也有催化C-N键的合成。 23SrRNA具肽酰转移酶活性。
RNA在DNA复制、转录、翻译中均有一定的调控作用，与 某写物质的运输与定位有关。
六、核酸的性质
（一）一般理化性质
1.为两性电解质，通常表现为酸性。 2.DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末，不溶于有 机溶剂。 3.DNA溶液的粘度极高，而RNA溶液要小得多。 4.RNA能在室温条件下被稀碱水解而DNA对碱稳定。 5.利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定DNA与RNA。
（二）核酸的紫外吸收性质
（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。
（3）电位滴定证明，嘌呤与嘧啶的可解离基团由氢键连接。 2. 双螺旋结构模型要点
（1）两条多核苷酸链反向平行。 （2）碱基内侧，A与T、G与C配对，分别形成3和2个氢键。 （3）双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm，直径2nm。
3. 双螺旋结构的稳定因素
（1）氢键（太弱）；（2）碱基堆积力（base stacking force， 由芳香族碱基π电子间的相互作用引起的，能形成疏水核心， 是稳定DNA最重要的因素；（3）离子键（减少双链间的静 电斥力）。
（五）RNA的其它功能
1981年，Cech发现RNA的催化活性，提出核酸（ribozyme）。 大部分核酶参加RNA的加工和成熟，也有催化C-N键的合成。 23SrRNA具肽酰转移酶活性。
RNA在DNA复制、转录、翻译中均有一定的调控作用，与 某写物质的运输与定位有关。
六、核酸的性质
（一）一般理化性质
1.为两性电解质，通常表现为酸性。 2.DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末，不溶于有 机溶剂。 3.DNA溶液的粘度极高，而RNA溶液要小得多。 4.RNA能在室温条件下被稀碱水解而DNA对碱稳定。 5.利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定DNA与RNA。
（二）核酸的紫外吸收性质
（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。
（3）电位滴定证明，嘌呤与嘧啶的可解离基团由氢键连接。 2. 双螺旋结构模型要点
（1）两条多核苷酸链反向平行。 （2）碱基内侧，A与T、G与C配对，分别形成3和2个氢键。 （3）双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm，直径2nm。
3. 双螺旋结构的稳定因素
（1）氢键（太弱）；（2）碱基堆积力（base stacking force， 由芳香族碱基π电子间的相互作用引起的，能形成疏水核心， 是稳定DNA最重要的因素；（3）离子键（减少双链间的静 电斥力）。
第二章3-核酸化学PPT课件
▪
戊糖在外，双螺旋每转一
小 沟
周 为10碱基对（bp）
▪
A型结构
▪
碱基平面倾斜20º，螺旋
变粗变短，螺距2～3nm。
2.0 nm
大 沟
DNA的三级结构
➢DNA的三级结构：指双螺旋进一步扭曲 形成的超螺旋。 ➢包括：线状DNA形成的纽结、超螺旋和 多重螺旋、环状DNA形成的结、超螺旋 和连环等
线状DNA形成的超螺旋
▪ 多核苷酸链均有5’-末端和3’-末端 ▪ 核酸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。
二、DNA的二级结构
DNA的双螺旋模型
▪ 1953年，J. Watson和F. Crick 在前人研究工作的基础上， 根据DNA结晶的X-衍射图谱和 分子模型，提出了著名的
➢DNA分子中具有特定生物学功能的片 段称为基因（gene）。
➢一个生物体的全部DNA序列称为基因 组（genome）。
RNA的结构与功能
▪ 一、结构特点
1. 碱基组成 A、G、C、U （A＝ U/G=C）
稀有碱基较多，稳定性较差，易水解 2. 多为单链结构，少数局部形成螺旋 3. 分子较小 4. 分类 ➢mRNA ➢tRNA ➢rRNA
三、核酸的变性
▪ 稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链结 构的过程。核酸的的一级结构(碱基顺序)保持不变。
▪ 变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外
吸收增加（增色效应） ▪ 变性因素
pH（>11.3或<5.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度 加热
➢核酸是存在于细胞中的一类大分子酸 性物质，包括核糖核酸（RNA）和脱氧 核糖核酸（DNA）两大类。