核酸的结构与功能

Chapter 2
核酸的结构与功能
Structure and Function of Nucleic Acid
生化与分子生物学教研室
蚌埠医学院
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Major Object
[教学时数 4学时 教学时数] 教学时数 [掌握内容 ：核酸的基本组成单位和核酸的水解产物。核酸的紫 掌握内容]： 掌握内容 外吸收作用。核酸分子中核苷酸的连接方式。DNA和RNA的一 级结构和基本组成单位。DNA二级结构—双螺旋结构的定义和 特点。基因和基因组的定义。RNA的空间结构和功能，三种 RNA空间结构的特点。核酶的定义。DNA的变性与复性。DNA 的增色效应和解链温度。 [熟悉内容 ： DNA的超螺旋结构。核酸的分子杂交。 熟悉内容]： 熟悉内容 [了解内容 ：核酸的一般理化性质，核酸酶和核酶的作用。 了解内容]： 了解内容 [自学内容 ：DNA结构的多样性。其他小分子RNA及RNA组学 自学内容]： 自学内容
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核 酸 ( nucleic acid,NA )
是以核苷酸为基本组成单位 的生物大分子， 的生物大分子，携带和传递遗传 信息。 信息。
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一、
核酸的发现和研究工作进展
1868年Fridrich Miescher从脓细胞中提取到‘核素’ 1944年Avery等人证实 DNA 是遗传物质 年 1953年Watson和Crick发现 DNA的双螺旋结构 的双螺旋结构 1968年Nirenberg发现 遗传密码 1975年Temin和Baltimore发现 逆转录酶 1981年Gilbert和Sanger建立 DNA 测序方法 1985年Mullis发明PCR 技术 1990年美国启动 人类基因组计划（HGP） 人类基因组计划（ ） 1994年中国人类基因组计划启动
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二、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid, DNA)
90% 以上分布于细胞核, 90% 以上分布于细胞核 , 其余 分布于核外。 分布于核外。 携带遗传信息，决定细胞和个 携带遗传信息， 体的基因型（genotype） 体的基因型（genotype）
核糖核酸
(ribonucleic acid, RNA)
分布于胞核、 分布于胞核、胞液 参与细胞内DNA遗传信息的表达。 参与细胞内DNA遗传信息的表达。 DNA遗传信息的表达 某些病毒RNA RNA也可作为遗传信息的 某些病毒RNA也可作为遗传信息的 载体
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第一节 核酸的化学组成及其一级结构 核酸的化学组成及其一级结构
The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
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一、核酸的化学组成
1. 元素组成： 元素组成： C、H、O、N、P（9~10%） 、 、 、 、 （ ） 2. 分子组成： 分子组成：
—— 碱基（base）：嘌呤碱，嘧啶碱 ）：嘌呤碱 ）：嘌呤碱， —— 戊糖（ribose）：核糖，脱氧核糖 ）：核糖 ）：核糖， —— 磷酸（phosphate） ）
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1) 碱基有五种，都是含氮化合物： 碱基有五种，都是含氮化合物：
嘌呤：腺嘌呤（ ） 嘌呤：腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（ ） 鸟嘌呤（G）
共有
嘧啶：胞嘧啶（ ） 嘧啶：胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（ ） 胸腺嘧啶（T）-DNA 尿嘧啶（ ） 尿嘧啶（U） -RNA
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NH2
嘌呤（purine） 嘌呤（ ）
N N
N 7 8 9 NH
5 4
6 3 N
N
N 1 2
NH
N
O
Adenine 氨基嘌呤） （6-氨基嘌呤） 氨基嘌呤
腺嘌呤
NH
鸟嘌呤 Guanine
(2-氨基，6-氧嘌呤 氨基， 氧嘌呤 氧嘌呤) 氨基
NH2
10
NH
N

N

NH 132456嘧啶（pyrimidine ）N NH NH 2O Cytosine

NH NH

O

O

Uracil NH NH

O

O

C

H

3Thymine 尿嘧啶胸腺嘧啶

胞嘧啶12

紫外吸收性质

碱基含有共轭双键，因此对260nm波长的

紫外光有较强吸收作用

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核糖(ribose)（构成构成RNA RNA RNA））2

H H

CHO C C CH OH H O H O 1H H

453C 22)戊糖2

H OH

CHO C C CH OH H O H O 1H H

453C

22’-脱氧核糖(deoxyribose)（构成构成DNA DNA DNA））

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3)磷酸

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二、核酸的组成方式

1. 核苷核苷（（ribonucleoside ）的形成碱基和核糖或脱氧核糖通过糖苷键连接形成

核苷

核苷或或脱氧核苷

P 35

嘌呤的N-9

或嘧啶的

N-1与戊糖的C-1’脱水形成糖苷键

核苷：AR, GR, UR, CR

脱氧核苷

：AdR, GdR, TdR, CdR

O H O CH 2N

N NH 2

O

1´

1胞苷CR

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P O

O O H CH 2

O H O CH 2N N NH 2O 核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧脱氧核苷酸核苷酸：

dAMP dAMP, , , dGMP dGMP dGMP, , , dTMP dTMP dTMP, , , dCMP dCMP

2. 核苷酸核苷酸（（ribonucleotide ）的形成

核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键连接形成连接形成核苷酸核苷酸(脱氧核苷酸)

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