第十二章核酸化学.ppt

31 proteins
50S
23S RNA
5S RNA
21 proteins
30S
16S RNA
49 proteins
60S
核糖核酸（RNA） tRNA： 转运氨基酸工具 mRNA： 蛋白质合成的模版
第一节 核酸的分子组成
一、基本组成单位
核酸→→核苷酸→→
碱基（B） 戊糖（R） 磷酸（P）
核酸的基本组成单位
二、核苷酸的组成
H3P O4
磷酸
OH HO P OH
O
P
戊糖
H
碱基
嘌呤
(purine)
腺嘌呤 (adenine, A) 鸟嘌呤 (guanine, G)
dAMP, dA
OH H 脱氧鸟苷酸
dGMP, dG
OH H 脱氧胞苷酸
dCMP, dC
OH H 脱氧胸苷酸
dTMP, dT
（一、二、）三磷酸核苷
γ β α
OH OH OH
碱基
HO P O P O P OCH2 O
OOO
HH
H
H
N H2
N
N
OO
O
N
N
O P ~ O P~ O P OCH2
含有稀有碱基， 3/末端为CCA-OH结构（连接氨基酸）
tRNA的二级结构
四臂四环
•氨基酸臂：－CCA-OH，接受氨基酸 •反密码环：识别密码子
tRNA的三级结构
连接氨基酸
2、mRNA的结构
占总RNA5％，种类多 密码子：5‘→3’方向每相邻三个碱基组成的三联
体，代表一个氨基酸。 作用：蛋白质合成的直接模板
2、DNA的二级结构 1953年，Watson和Crick提出双螺旋结构模型
Chargaff 规则
不同物种的DNA碱基组成不同 同一生物体的不同组织的DNA的碱基组成相同 [A]=[T]，[G]=[C]，[A]+[G]=[T]+[C]
DNA双螺旋结构
DNA双螺旋结构特点
反向平行，右手螺旋 碱基在螺旋内侧，磷酸核糖的骨架在外侧 直径2nm，螺距3.4nm，10碱基对/圈 A=T，G≡C 稳定双螺旋：氢键（横向）
OH OH 尿苷酸
AMP, A
GMP, G
CMP, C
UMP, U
DNA中的脱氧核苷酸
NH2
N
N
O
HN
N
NH2 N
O HN
CH3
NN
H2N N N
ON
ON
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
HH
HH
HH
HH
H
H
H
H
H
H
H
H
OH H 脱氧腺苷酸
一、 DNA的分子结构
1.DNA的一级结构 由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种脱氧
核苷酸通过3’，5’-磷酸二酯键按一定顺序排列 而成的高分子化合物。
即：DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
DNA分子中能够表达生成蛋白质或RNA的核苷 酸序列——基因
一个细胞内全部DNA所包含的基因——基因组
戊糖与碱基的编号
5'CH2OO H OH
4' H H 1'
H
H
3' 2'
OH OH
6
7
1N 5 N
8
2
3
N
4
9
N H
4
3N
5
216
N H
三、核苷酸的结构 1、核苷 = 碱基 + 戊糖
N H2
N
N
N
N9
H O C H2
O
1
HO
OH
N H2 N
O
N1
H O C H2 O
1
2、核苷酸 = 核苷 + 磷酸
O
CH3
+
N
N
N
N
5
OOO
CH2
O
P O
O
P O
O
P O
5O
CH2 O
B
O
mRNA的5帽子结
O O CH3 O P O CH2
OB
3、核蛋白体RNA（rRNA）的结构
占总RNA80％ 与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成
场所 核蛋白体有大、小两个亚基组成
原核
70S 大亚基 小亚基
真核 80S 大亚基
原核生物
5’ …………AUG……………………………… 3’ 富含嘌呤碱序列——SD序列 （与核糖体结合部位）
真核生物
5/端为m7GpppNm的帽子结构 3/端为poly A（200个）尾巴
5 ´帽子结构
密码子
3 ´多聚A尾
5´ m7Gppp
AUG
3´ GUG ……………… UAA AAA ……An
OO
O
O
HO
OH
AMP
环化核苷酸
O HO P O
N H2
N
N
5
C
H
N
2
N
O
O
3 O H
第二节 核酸的分子结构
核酸分子中核苷酸之间的连接方式： 3, 5 -磷酸二酯键
RNA
DNA
核酸结构的简写：
G C A TT
5´ P P
PP
P OH 3´
5 ´ p G pC pA pT pT-OH 3´ 5´ G C A T T 3 ´
第13章 核酸化学
8403
核酸
DNA（脱氧核糖核酸）
deoxyribonucleic acid
mRNA（信使RNA）
messenger
RNA（核糖核酸） tRNA（转运RNA）
ribonucleic acid
transfer
rRNA（核糖体RNA）
ribosomal
脱氧核糖核酸（DNA）：遗传信息的载体 rRNA ： 蛋白质合成场所
碱基 | 磷酸 — 戊糖
核苷 糖苷键
磷酸酯键 核苷酸
RNA中的核苷酸
NH2
N
N
O
HN
N
NH2 N
O HN
NN
H2N N N
ON
ON
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
H2O3P-OCH2 O
HH
HH
HH
HH
H
H
H
H
H
H
H
H
OH OH 腺苷酸
OH OH 鸟苷酸
OH OH 胞苷酸
RNA和DNA组成
主要碱基
戊糖
RNA A G C U DNA A G C T
D-核糖 D-2-脱氧核糖
ห้องสมุดไป่ตู้
磷酸 部位 磷酸 胞质
磷酸 胞核
核酸中的稀有碱基
NH2
O
N
CH3 HN
R
ON H
ON H
5-甲基胞嘧啶 假尿嘧啶
CH3 NH
N
N
O
HN
N
N
N H
N6-甲基腺嘌呤
N
N H
次黄嘌呤
RNA特别是tRNA中含种类较多的稀有碱基
真核生物： DNA分子多 层次压缩包 装
二、RNA的分子结构
单链结构 RNA可以通过链内互补构成局部双螺旋 如果互补双链内部存在非互补碱基，就会
形成鼓泡、膨胀环或发卡结构
1、tRNA的结构
• 种类：60多种 • 含量：占总RNA的10％～15％ • 作用：选择性转运氨基酸的工具 • 一级结构特点：
胞嘧啶 (cytosine, C)
嘧啶 胸腺嘧啶(thymine,T) (pyrimidine) 尿嘧啶 (uracil,U)
嘌呤
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
（6-氨基嘌呤） （2-氨基-6-氧嘌呤）
嘧啶
胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 胸腺嘧啶（T）
（2-氧 ,4-氨基嘧啶） （2，4-二氧嘧啶） （5-甲基尿嘧啶）