核酸及理化性质精品PPT课件

A kind of phospho-polysaccharides
2- 5’
PO4
1
5’ P R1
P R2
O -O-P=O
O
3’
OH
2- 5’
PO4
2
Phosphodiester bond
3’ OH
P R3
P R4
P
R
5
P
R
6
3’
Juang RH (2004) BCbasics
The Notation for Nucleic Acids
RNA-mRNA)、核糖体RNA（ribosomal RNA-rRNA） 小分子细胞核RNA（snRNA）、染色质RNA（chRNA）、
反义RNA（antisense RNA）、双链RNA（dsRNA）、细胞 质小RNA（scRNA）、具有催化活性的RNA（ribozyme）、 各种病毒RNA。
➢功能 ：三者共同参与遗传信息的表达。
0.14mol/LNaCl -
+
1-2mol/LNaCl +
-
▪DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度
小得多。核酸发生变性或降解后其粘度降低。
▪核酸受到强大离心力的作用时，可从溶液中
沉降下来，其沉降速度与核酸的大小和密度 有关。
二、核酸的两性性质及等电点
与蛋白质相似，核酸分子中既含有酸性基 团（磷酸基）也含有弱碱性基团（碱 基），因而核酸也具有两性性质。
第三节 核酸的重要理化性质
一、核酸的一般物理性质
• DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，都微溶于
水，其钠盐在水中的溶解度较大。但不溶于乙醇、乙醚和氯仿 等一般有机溶剂。（用乙醇、氯仿从溶液中沉淀核酸）
• DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在，两种核蛋白在盐 溶液中的溶解度不同。
DNA核蛋白 RNA核蛋白
三、核酸的水解
1.核酸的酸解和碱解
• 核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水 解切断（降解）。
• 酸对核酸的作用因酸的浓度、温度和作用时间不 同而不同。嘌呤碱基比嘧啶碱基易被水解下来。
•DNA和RNA对碱的耐受程度有很大差别。
在0.3-1 mol/L NaOH溶液中，在室温至370C条 件下RNA几乎可以完全水解，生成2′-或3′-磷酸核苷； DNA在同样条件下则不受影响，若加温至1000C，4 个小时也可得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。这种水解 性能上的差别，与RNA核糖基上2′-OH的羟基参与 作用有很大的关系。 （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。）
•由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱 基呈现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。（当核酸 分子内的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性解离和碱性解离相等，本身所带的正电 荷与负电荷相等时，此时核酸溶液的pH值即为核酸 的等电点pI）
•DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5。 核酸在其等电点时溶解度最小。
•RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核 糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。 DNA没有这种作用。
A T CGA TCG
5’
3’
P
OH
B 1’
R 2’ 3’
P 5’
5’ pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’ 5’ pATCGATCG-OH 3’ ATCGATCG
The Two Chains of DNA Are Antiparallel
5’
3’
5’ pApTpCpGpApTpCpG-OH 3’
第一节 核酸的种类、分布与功能
• 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。
• RNA和DNA • RNA主要参与遗传信息的表达，而DNA则
是遗传信息的载体。
一、核酸的种类与分布
（一）核酸的种类（ RNA、DNA）
➢核糖核酸（ribonucleic acid-RNA）: 转移RNA(transfer RNA-tRNA) 、信使RNA(messenger
因此，实验室中用定磷法进行核酸的定量 分析。（DNA9.9% 、RNA9.5%）
二 核酸的分子组成
• 核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸， 它的基本结构单元是核苷酸。
• 核苷酸本身由核苷和磷酸组成。 • 而核苷则由戊糖和碱基形成
所以， 核酸
核苷酸
磷酸
核苷
戊糖 碱基
Nucleotides Linked by Phosphodiester Bond
（二）RNA生物学功能
RNA的功能：
1.参与蛋白质的合成 rRNA(75-80%) tRNA(10-15%) mRNA(2-5%)
2.遗传物质（病毒） 3.具有生物催化剂功 能
第二节：核酸的化学组成
一、核酸的元素组成
基本元素：C H O N P 核酸的元素组成有两个特点：
1. 一般不含S。 2. P含量较多，并且恒定（9%-10%）。
S
1952年，美国 冷泉港 HersheyChase 噬菌体浸染细 菌的实验。
（一）DNA生物学功能
• DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物 遗传信息复制以及基因信息的转录提供模板。
• 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）。基因组的大小与生物的复杂性有 关，如病毒SV40的基因组大小为5.1×103bp，大 肠杆菌为5.7×106bp，人为3×109bp。
3’
5’
5’ pCpGpApTpCpGpApT-OH 3’
3．核苷酸的生物学作用
（1）参与DNA、RNA的合成、蛋白质的合成、 糖与磷脂的合成。
（2）在能量转化中起重要作用，ATP是生物体内 能量的通用货币。
（3）是构成多种辅酶的成分：NAD、NADP、 FAD、FMN和CoA。
（4）参与细胞中的代谢与调节（cAMP、 cGMP）。
1928年，英国科学家Griffith 发现肺炎链球菌使小鼠死亡的 原因是引起肺炎。细菌的毒性是 由细胞表面中的多糖所决定的。
S
1944年，O.T.Avery（美） 肺炎链球菌的转化实验,首次 R 证明DNA是细菌遗传性状的转化 因子。
十年后 证明 DNA 是遗传 物质
S+R S菌体的DNA + R
➢脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acidDNA），是遗传信息的载体，负责遗传信息 的贮存和发布。
（二）核酸的分布
真核生物
原核生物
细胞核（95%）核质区（拟核） DNA 线粒体、叶绿
体（5%）
细胞质（75%） 细胞质 RNA 线粒体、叶绿体
（15%）
细胞核（10%）
二、核酸的生物学功能