多聚核苷酸与核酸

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核酸

核酸科技名词定义中文名称：核酸英文名称：nucleic acid定义1：由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子。

具有非常重要的生物功能，主要是贮存遗传信息和传递遗传信息。

包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两类。

所属学科：生物化学与分子生物学(一级学科) ；核酸与基因(二级学科)定义2：由核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的生物大分子。

所属学科：水产学(一级学科) ；水产生物育种学(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片核酸由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。

核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内、生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。

不同的核酸，其化学组成、核苷酸排列顺序等不同。

根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸，简称RNA和脱氧核糖核酸，简称DNA。

DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用，其中转移核糖核酸，简称tRNA，起着携带和转移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸，简称mRNA，是合成蛋白质的模板；核糖体的核糖核酸，简称rRNA，是细胞合成蛋白质的主要场所。

[编辑本段]核酸简介核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。

核酸在实践应用方面有极重要的作用，现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA 结构有关。

如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病患者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。

肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。

70年代以来兴起的遗传工程，使人们可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种。

如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等珍贵的生化药物。

[编辑本段]核酸研究的历史核酸的发现1869年，F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物,因存在于细胞核中而将它命名为"核质"(nuclein)。

[论文]4核酸与核酸代谢

第七章核酸前言：核酸是生命最重要的分子，最简单的生命仅含有核酸（病毒）。

150亿年宇宙蛋，50亿年太阳，46亿年地球，无机有机生物大分子细胞。

美国的Miller在做其PhD时，模拟40亿年前地球的原始大气条件，产生了AA，见（B）P13，有了AA当然就会产生蛋白质。

但核苷酸何时产生？据估计也不少于40亿年前，谁先谁后？1868年首次在绷带上的脓细胞核中发现一种富含磷酸呈酸性又不溶于酸溶液的分子，命名为核素，其实是核蛋白，1898年从小牛的胸腺中提取了一种溶于碱性溶液中的纯净物，这才是真正的核酸，从此，对核酸的研究全面展开，揭开了生物化学领域惊天动地的一页。

§1.核酸的分子组成一.基苯分子组成：对核酸的水解发现核酸酶磷酸单酯酶核苷酶（脱氧）核酸—--→（脱氧）核苷酸—------→○P+（脱氧）核苷----→戊糖+碱基由上面可知，核酸的结构单位是（脱氧）核苷酸，基本组成成分是○P、戊糖、碱基核酸共有2类，脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，其特点如下○P 戊糖基本碱基DNA 同脱氧核糖（2位）P129 A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）RNA 同核糖P129 A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶）二．碱基的结构：基本碱基一共只有5种，从分子骨架上分将碱基分为嘌呤碱基和嘧啶碱基。

1.嘌呤碱基：嘌呤（Pu）的结构及编号：P130下A（腺嘌呤）的结构：P130G（鸟嘌呤）的结构：见草图2.嘧啶（Py）碱基：嘧啶（Py）碱基的结构及编号：新系统，P130上C（胞嘧啶）：氨基态，P131U（尿嘧啶）：酮式，P131T（胸腺嘧啶）：见草图以上各具体碱基的结构最好见（B）P61，结合图来记忆。

记忆口诀：先将嘌呤和嘧啶的结构式记住，然后再记住下面口诀胸前一滩尿：U + 一碳基团（甲基）＝T尿里两泡泡：嘧啶中有两个O＝U上面一个是氨气包：U靠上面的一个O换成-NH2就是C鸟儿张嘴吸氨气：张嘴即O，嘌呤有O又有-NH2 ＝G线儿将鸟嘴来系，注意换气：系嘴即去掉O，G去掉O再把-NH2换个位置＝A三.核苷：由戊糖和碱基形成的糖苷，见P132上，反式更稳定，顺式更好认。

第六章生物化学核酸讲解

生物化学核酸讲解核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。

间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。

直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。

第一节核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。

结构层次：核酸核苷酸组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。

E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。

稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。

DNA由A、G、C、T碱基构成。

RNA由A、G、C、U碱基构成。

二、核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。

核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。

1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。

②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。

③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。

GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。

生物化学第三章核酸

第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
• DNA和RNA的区别
不同点戊糖碱基二级结构碱基互补配对种类 RNA 核糖 G C A U 单链忠实性较低多（mRNA，rRNA， tRNA 等） DNA 脱氧核糖 G C A T 双链忠实性高少

碱基互补配对: 腺嘌呤/胸腺嘧啶(A-T)
4.双螺旋表面存在大沟和小沟
小沟
大沟
（二） DNA二级结构的多样性
• 三种DNA构型的比较
螺距旋向 (nm) 每圈碱基数螺旋直径（nm）骨架走行
存在条件
A型右手 B型右手
2.3 3.54
11 10.5
2.5 2.4
平滑平滑
体外脱水生理条件
（二）碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
腺嘌呤
嘌呤碱基嘧啶鸟嘌呤存在于DNA和RNA中
胞嘧啶
尿嘧啶胸腺嘧啶仅存在于RNA中仅存在于DNA中
NH2
嘌呤(purine，Pu)
N 7 8 9 NH
N
N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
(二) 原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。
DNA超螺旋结构的电镜图象
(三) DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成
基本单位是核小体
DNA染色质呈现出的串珠样结构。染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。

第三章多聚核苷酸与核酸

二、DNA在二级结构基础上形成超螺旋结构
（一）超螺旋结构具有不同的拓扑异构体
DNA在双螺旋结构基础上通过盘绕和折叠所形成的空间构象称为三级结构。
松弛态DNA（relaxed DNA）在溶液中是以能量最低的状态存在的线性
DNA 。
超螺旋结构(superhelix 或supercoil) 将DNA的两端固定，使之旋进过分或旋进
其中B型与Watson-Crick提出的模型一致，是在相对湿度92％下得到的，这是DNA双螺旋在水性环境和生理条件下最稳定结构。
A和C型在相对低湿度的条件下形成，它们的螺距都比B型要短。沟槽、旋转角度等都有变化。
右手螺旋。
Z型DNA首先在富含GC的DNA短片段中发现，后来证明天然DNA中也有，它是一种左旋螺旋，在细胞中可能有助解链和调控基因表达的作用。
A
由于核苷酸间
的差异主要是碱基
不同，所以也称为
G
碱基序列。 3端
• DNA 分子主要由 dAMP 、 dGMP 、 dCMP 和
dTMP 四种脱氧核糖核苷酸所组成。 DNA 的一级结构就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。
•
• RNA分子主要由AMP，GMP，CMP，UMP四种核糖核苷酸组成。RNA的一级结构就是指RNA分子中核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。
（一）3, 5-磷酸二酯键是核酸的基本结构键
• 一分子的核苷
酸的 3′- 位羟基
与另一分子核
苷酸的 5′- 位磷
酸基通过脱水
可形成3′,5′-磷
酸二酯键，从而将两分子核苷酸连接起来。
（二）多聚核苷酸 5端链有方向性

核苷酸和核酸

第二章核苷酸和核酸引言一、核酸的发现：核酸是瑞士科学家 F.Miesher于１８６８年在研究细胞核化学组成成分时发现的，他把从细胞中分离出来的酸性的含磷的物质称为核酸。

二、如何证明核酸是遗传物质的载体？１.１９４４年O.T.Avery的细菌转化实验是获得DNA携带遗传信息的第一个证明。

噬菌体捣碎的实验——第二２.１９５２年Alfred D.和Hershey等人建立的T2个证据。

**证明噬菌体复制的物质是DNA而不是蛋白质外壳3.1953年 Watson和Crick的DNA双螺旋模型的发现，更进一步揭示了DNA作为遗传物质储存和信息传递的化学机制。

4.核酶的发现，一些核酸本身具有酶催化的活性。

三、核酸的种类和分布1. 分类：根据分子中所含戊糖的种类分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。

2. 分布：DNA: 真核:98%核中（染色体中）核外:线立体（mDNA）叶绿体（ctDNA）原核:拟核核外:质粒病毒：DNA病毒RNA：以细胞质中存在为主，细胞核中也有：tRNA（转移RNA）RRNA(核糖体RNA)MRNA(信使RNA)RNA病毒：SARS第一节核酸的基本化学组成前言已经讲过蛋白质，核酸是生物体中另一种重要的大分子，两者合起来称为生物体内最重要的两大分子。

蛋白质的完全水解产物——各种氨基酸的混合物不完全水解产物——各种大小不等的肽段和氨基酸混合物核酸的完全水解产物——嘌呤和嘧啶碱、戊糖和磷酸混合物不完全水解产物——核苷和核苷酸因此aa是蛋白质的基本组成单位，核苷酸是核酸的组成单位，核酸就是多聚核苷酸。

一、核酸的化学组成 1.元素组成：C H O N P，蛋白质元素组成：还有其他元素。

2.分子组成：——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖——磷酸(phosphate)DNA的碱基组成：A G C T；RNA的碱基组成：A G C U二、核苷酸的结构1. 戊糖组成核酸的戊糖有两种。

第3章多聚核苷酸与核酸

大沟与小沟
目录
大沟与小沟
目录
3. 疏水作用力和氢键共同维系着DNA 双螺旋结构的稳定。
➢ 互补碱基对的氢键维系DNA横向结构的稳定。
➢相邻两个碱基对互相重叠产生的疏水作用，称为碱基堆积力(base stacking interaction)。维系DNA纵向结构的稳定
目录
目录
碱基堆积作用力
3´端
目录
核酸的一级结构：核酸中核苷酸的排列顺序
核苷酸间的差异主要是碱基不同，也称为碱基排列顺序。即碱基序列。
目录
书写方法
AGT GCT 5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3
目录
核酸分子大小表示法:
单链DNA或RNA: 碱基数目, base, kilobase. 双链DNA或RNA: 碱基对数目, base pair (bp)
目录
（二）DNA双螺旋结构的多样性
目录
B型DNA: Watson和Crick, 右手螺旋(1953年) A型DNA: Wilkins (1953年) Z型DNA: Rich等, 左手螺旋,(1979年)
目录
三种DNA构型的比较
旋向螺距碱基数螺旋直径 (nm) （每圈）（nm）
骨架走行
第六章
多聚核苷酸和核酸
Polynucleotides and Nucleic Acids
目录
1953年：Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（1962年获诺贝尔奖），分子生物学时期的标志。
目录
多聚核苷酸（Polynucleotides）
多聚核苷酸是核苷酸通过3，5-磷酸二酯键连接的聚合物，是核酸分子中的基本形式。

核酸的结构

（四）核苷酸的衍生物
（1）ATP (腺嘌呤核糖核苷三磷酸)
• 生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。
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)
ATP的性质
• 是重要的能量转换中间体
• ATP含两个高能磷酸键：水解时可释放大量自由能，推动体内各种需能反应。
核不均一RNA
RNA组学： RNA组学研究细胞中snmRNAs的种
类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下 snmRNAs 的表达具有时间和空间特异性。
三、DNA的高级结构
（一）DNA双螺旋结构的研究背景
已知核酸的化学结构
碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C]
真核生物mRNA的共价结构
帽子结构
功能
帽子结构：识别翻译起始 polyA：维持mRNA的稳定性
（2）原核细胞mRNA
原核生物mRNA为多顺反子，无修饰碱基。多顺反子mRNA(polycistronic mRNA)：一条 mRNA链上有多个编码区
mRNA的功能
★蛋白质合成的模板。
3、rRNA一级结构特点
嘧啶嘧啶55甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶55羟甲基胞嘧啶羟甲基胞嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶44巯尿嘧啶巯尿嘧啶都是基本碱基的都是基本碱基的化学修饰型化学修饰型ohohd核糖d2脱氧核糖胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷ohhoohohohohchhh22oohh22oo碱基碱基磷酸磷酸戊糖戊糖核苷键核苷键对dna为h11三

知识点5核酸的性质

4.5核酸的性质核酸的性质一、解离性质多聚核苷酸有两类可解离的基团：磷酸和碱基能发生两性解离。

磷酸是中等强度的酸，碱基的碱性较弱，因此，核酸等电点在较低的pH范围内。

DNA等电点4—4.5RNA 等电点2—2.5RNA链中，核糖C’2-OH的氢能与磷酸酯中的羟基氧形成氢链，促进磷酸酯羟基氢原子的解离。

二、水解性质1、碱水解室温，0.1mol/LNaOH可将RNA完全水解，得到2’-或3’-磷酸核苷的混合物。

在相同条件下，DNA不被水解。

这是因为RNA中C’2-OH的存在，促进了磷酸酯键的水解。

DNA、RNA水解难易程度的不同具有极为重要的生理意义。

DNA稳定，遗传信息。

RNA是DNA的信使，完成任务后降解。

2、酶水解生物体内存在多种核酸水解酶RNA水解酶RNaseDNA水解酶DNase核酸外一切酶核酸内切酶最重要的：限制性核酸内切酶三、光吸收性碱基具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290nm的紫外波段有强烈的光吸收，λmax=260nm1、鉴定纯度纯DNA的A260/A280应为1.8（1.65-1.85），若大于1.8，表示污染了RNA。

纯RNA的A260/A280应为2.0。

若溶液中含有杂蛋白或苯酚，则A260/A280比值明显降低。

2、含量计算1 ABS值相当于：50ug/mL双螺旋DNA或：40ug/mL单螺旋DNA（或RNA）或：20ug/mL核苷酸3、增色效应与减色效应增色效应：在DNA的变性过程中，摩尔吸光系数增大减色效应：在DNA的复性过程中，摩尔吸光系数减小。

四、沉降特性（DNA）不同构象的核酸（线形、环形、超螺旋），起密度和沉降速率不同，用Cs-Cl密度梯度离心就可以将它们区分开来，这一方法常用于质粒DNA的纯化。

相对沉降常数线型双螺旋分子 1.00松驰双链闭环 1.14切刻双链环 1.14单链环 1.14线型单链 1.30正超或负超螺旋双链环状 1.41坍缩 3.0五、变性、复性及杂交变性、复性是核酸的重要的物化性质，相对蛋白质来说，核酸可以耐受反反复复的变性、复性。

分子生物学名词解释

分子生物学名词解释分子生物学名词解释（一）核酸的结构与功能1.核苷（nucleoside）由戊糖和碱基通过β-N-糖苷键连接形成的化合物。

2.核苷酸（nucleotide）是核酸的基本组成单位，由碱基、戊糖和磷酸连接而成。

分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。

3.稀有碱基（rare base）是指核酸分子中除常见的A、G、C、U、T 碱基外，还含有的其它微量碱基。

大多数是甲基化修饰碱基。

tRNA 中稀有碱基的含量较多，如DHU、ψ。

4.多聚核苷酸（polynucleotide）多个核苷酸通过3, 5-磷酸二酯键连接而成的链状聚合物。

5.DNA 的一级结构（primary structure of DNA）是指在多聚核苷酸链中，5’→3’方向的脱氧核苷酸的排列顺序。

由于核苷酸之间的差异主要是碱基的不同，所以DNA 的一级结构也称为碱基序列。

6.DNA 双螺旋结构（double spiral structure of DNA）是由沃森和克里克于1953 年提出的DNA 二级结构模型。

要点有：由2 条反向平行的多聚核苷酸链共同围绕中心轴盘旋而成双螺旋结构；由脱氧核糖和磷酸基团构成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，而疏水的碱基位于内侧；碱基之间的氢键和碱基堆积力共同维系双螺旋结构的稳定性。

7.碱基互补配对（complementary base pairing）核酸分子中，碱基之间有固定的配对方式，即A 始终与T 配对，形成2 个氢键；G 始终与C 配对，形成3 个氢键。

8.碱基堆积力（base stacking interaction）相邻的两个碱基对平面在旋进过程中发生相互重叠，由此产生了疏水性的碱基堆积力。

这种碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA 双螺旋结构的稳定，并且碱基堆积力在双螺旋结构的稳定中起着更为重要的作用。

9.Hoogsteen 氢键/配对（Hoogsteen hydrogen bond/pairing）在酸性溶液中，胞嘧啶的N-3 由于质子化，故可以和鸟嘌呤的N-7 原子形成附加氢键；同时胞嘧啶的N-4 的氢原子也可以和鸟嘌呤的O-6 形成氢键。

第三章多聚核苷酸和核酸

第三章多聚核苷酸和核酸§3.0概述核酸的分类及分布核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。

脱氧核糖核酸（DNA）存在于细胞核和线粒体，携带遗传信息，并通过复制传递给下一代；核糖核酸（RNA）分布于细胞核、细胞质、线粒体，是DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与表达。

某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。

§3.1多聚核苷酸多个核苷酸（nucleitide）通过3’,5’-磷酸二酯键（phosphodiester bond）连接、形成的链状聚合物，即多聚核苷酸（polynucleotides）。

连接键（基本结构键）：3’,5’-磷酸二酯键5’末端[-P]，游离磷酸集团；3’末端[-OH]，游离羟基多聚核苷酸连具有方向性，书写时从5’→3’寡核苷酸（长度小于50nt）与多核苷酸3’,5’-磷酸二酯键§3.2 DNA的结构与功能一、DNA的碱基组成DNA中的碱基：A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）DNA的碱基组成遵循Chargaff法则：①不同种属生物的DNA碱基组成不同；②同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成；③对于一个特定的组织的DNA，其碱基组份不随其年龄、营养状态和环境而变化；④腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等。

[A] = [T]，[G] [C]二、DNA的一级结构脱氧核糖核苷酸在多聚核苷酸链中的排列顺序（碱基序列）基本结构键：3’,5’-磷酸二酯键三、DNA的空间结构（一）DNA的二级结构——双螺旋结构1.双螺旋的结构特点（1）两链平行，方向相反，右手双螺旋（2）碱基向内，严格配对，两链互补（3）维系力：碱基堆积力+氢键（4）每一螺圈含10.4bp（碱基对），直径为2 nm，螺距为3.4 nm（5）DNA 双螺旋结构的表面存在一个大沟和一个小沟2.DNA双螺旋结构具多样性（二）DNA的三级结构1.超螺旋结构将DNA的两端固定，使之旋进过分或旋进不足，DNA双链上就会产生额外的张力而发生扭曲，以抵消张力。

生物化学(第三版)第十二章核酸通论核算的结构课后习题详细解答_ 复习重点

第十二章核酸通论提要1868年Miescher发现DNA。

Altmann继续Miescher的研究，于1889年建立从动物组织和酵母细胞制备不含蛋白质的核酸的方法。

RNA的研究开始于19世纪末，Hammars于1894年证明酵母核酸中的糖是戊糖。

核酸中的碱基大部分是由Kossel等所鉴定。

Levene对核酸的化学结构以及核酸中糖的鉴定作出了重要贡献，但是他的“四核苷酸假说”是错误的，在相当长的时间内阻碍了核酸的研究。

理论研究的重大发展往往首先从技术上的突破开始。

20世纪40年代新的核酸研究技术证明DNA 和RNA都是细胞重要组成成分，并且是特异的大分子。

其时，Chargaff等揭示了DNA的碱基配对规律。

最初是Astbury，随后Franklin和Wilkins用X射线衍射法研究DNA分子结构，得到清晰衍射图。

Watson和Crick在此基础上于1953年提出DNA双螺旋结构模型，说明了基因结构、信息和功能三者之间的关系，奠定了分子生物学基础。

DNA双螺旋结构模型得到广泛的实验支持。

Crick于1958年提出了“中心法则”。

DNA研究的成功带动了RNA研究出现一个新的高潮。

20世纪60年代Holley 测定了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列；Nirenberg等被破译了遗传密码；阐明了3类DNA参与蛋白质生物合成的过程。

在DNA重组技术带动下生物技术获得迅猛发展。

将DNA充足技术用于改造生物机体的性状特征、改造基因、改造物种，统称之为基因工程或遗传工程。

与此同时出现了各种生物工程。

技术革命改变了分子生物学的面貌，并推动了生物技术产业的兴起。

在此背景下，RNA研究出现了第二个高潮，发现了一系列新的功能RNA，冲击了传统的观点。

人类基因组计划是生物学有史以来最伟大的科学工程。

这一计划准备用15年时间（1990-2005年），投资30亿美元，完成人类单倍体基因组DNA3×109bp全部序列的测定。

组成多聚核苷酸

组成多聚核苷酸
多聚核苷酸是由核苷酸单元组成的长链分子。

核苷酸单元由一个含有氮碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶）的核苷和一个含有五碳糖（脱氧核糖或核糖）的核苷酸酸组成。

在多聚核苷酸中，核苷酸单元通过磷酸二酯键连接在一起。

多聚核苷酸具有特定的序列，即核苷酸单元的排列顺序，这决定了多聚核苷酸的功能和特性。

例如，DNA（脱氧核糖核酸）是一种双链多聚核苷酸，由脱氧腺嘌呤（A）、脱氧胸腺嘧啶（T）、脱氧鸟嘌呤（G）和脱氧尿嘧啶（C）四种核苷酸单元组成。

RNA（核糖核酸）是一种单链多聚核苷酸，由腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（C）四种核苷酸单元组成。

多聚核苷酸在生物体内具有重要的生物学功能，如存储和传递遗传信息、参与蛋白质合成等。

重庆大学生物有机化学_第三章核酸的生物有机化学第二节多聚核苷酸的合成

① 酰基：氨基经酰化后降低了它的亲核性能，是保护氨基最常用的一种方法。
两步法 :在氨基酰化过程中，除了氨基被酰化外，核苷酸中核糖上的游离羟基也同时被酰化。因此在酰化后，还必须选择性地脱去糖上的酰基。 A: 整个核苷的酰化（碱基上的氨基，糖上的羟基） B: 糖的脱酰（糖上的羟基）
一步法: 在适当的反应条件下只有碱基上的氨基酰化
第一轮完成
DNA聚合酶链式反应-原理
第二轮完成第三轮完成
DNA聚合酶链式反应-原理
引物设计基本原则
引物长度（length）: 20～30bp 引物中四种碱基的分布应该是随机的两引物间不能有互补序列，尤其是3‘ 端引物的碱基顺序不应与非扩增区域由同源性引物的3’末端碱基一定要与模板DNA配对解链温度(Tm)：两引物间相差不大于5℃ 引物内部不能有大于3bp的反向重复序列或自身
从大肠杆菌中还发现了另外两种DNA聚合酶，分别称为DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ。它们在功能上与Ⅰ略有差别。
2. RNA的生物合成 RNA的基本功能是传递和表达DNA遗传信息。
所有RNA都是以DNA链为模板，在RNA聚合酶作用下合成的，RNA 合成过程又称为转录 (transcription)。
从大肠杆菌分离得到的RNA聚合酶(RNA polymerase)，可以在一定的条件下，催化合成RNA链。
OO CH N(CH3)2
⑵ 糖羟基的保护：脱氧核糖上有两个羟基(3'-OH和5'OH)，而核糖则有三个羟基(2'-OH, 3'-OH和5'-OH), 在多聚核苷酸合成过程中，必须选择性地引进或脱去保护基。因此对核糖羟基保护基的选择性就显得特别重要。
区分：核糖上的羟基

多聚核苷酸 pn 交联

多聚核苷酸 pn 交联多聚核苷酸 (Polynucleotide, pn) 交联是一种重要的生物化学技术，在医学和生物领域具有广泛的应用。

本文将从生动、全面和有指导意义的角度，介绍 pn 交联的原理、应用以及其在未来发展中的潜力。

首先，我们来了解 pn 交联的原理。

pn 交联是指通过将多个核苷酸链连接起来形成交联结构，从而改变核酸的物理性质和生物活性。

这种交联可以通过化学反应、酶催化反应或物理力学方法来实现。

交联的程度可以根据需求进行调控，从而获得不同的功能。

pn 交联在医学领域有着重要的应用。

首先，它在基因传递和基因治疗中发挥了重要作用。

通过将特定的基因序列与 pn 交联，可以增强基因的稳定性和保护性，从而提高基因传递的效率和准确性。

此外，pn 交联还可以控制基因的表达和调控，在治疗某些遗传性疾病和肿瘤治疗中具有潜在的临床应用价值。

除了医学领域， pn 交联还在生物研究中得到了广泛的应用。

例如，它可以用于构建 DNA 或 RNA 基因库，从而帮助研究人员更好地了解基因功能和基因组的结构。

pn 交联还可以用于制备 DNA 或 RNA 探针，用于研究特定基因的表达和调控机制。

此外， pn 交联还可以用于构建合成生物学系统，模拟和重建自然系统的功能。

在 pn 交联的发展中，有几个方向值得关注。

首先是材料的改进和多样化。

当前的 pn 交联材料主要包括天然核酸和人工改造的核酸分子，但随着生物纳米技术和材料科学的进展，我们可以期待更多新型材料的开发和应用。

其次是交联方法的创新。

目前， pn 交联主要依赖于化学和酶催化反应，但物理力学方法如光照和声波等也有潜力成为新的交联工具。

最后是 pn 交联的应用拓展。

随着对基因和生物系统的深入了解， pn 交联将在疾病治疗、生物传感与检测、纳米医学等领域发挥更大的作用。

综上所述，多聚核苷酸 pn 交联技术具有广泛的应用前景和发展潜力。

通过理解 pn 交联的原理和应用，我们可以更好地利用这一技术，推动医学和生物学领域的进步。

生物化学-核酸

复性影响因素片段浓度/片段大小/片段复杂性（重复序列数目）/ 溶液离子强度
4.分子杂交
DNA单链与在某些区域有互补序列的异源DNA单链或RNA链形成双螺旋结构的过程。这样形成的新分子称为杂交DNA分子。
核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。
Southern 杂交（Southern bolting） Northern 杂交（Northern bolting） Western 杂交（Western bolting）
1. 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
2. 热变性和Tm
的聚腺苷酸(polyA)，称为 “尾结构” ，5’ -末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为” 帽结构“ 。
五、snRNA （small nucleic RNA 核小RNA）
scRNA （small cytoplasmic RNA） asRNA （antisense RNA）
第五节核酸的性质
一、一般的理化性质
5
二氢尿嘧啶核苷 D
取代核苷的表示方式
OH
7-甲基鸟苷 m5G
四、核苷酸（nucleotide）
核苷酸
核苷+磷酸戊糖+碱基+磷酸
HH
五、核苷酸衍生物
1. 继续磷酸化
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P

知识要点第五单元核酸的定义

第五单元核酸核酸是遗传物质，1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。

间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。

噬菌体DNA感染E.coli，用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌直接证据：T2体核酸，感染E.coli。

DNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。

一、核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。

1.戊糖组成核酸的戊糖有两种：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）2.碱基（1）嘌呤碱：腺嘌呤，鸟嘌呤。

（2）嘧啶碱：胞嘧啶，尿嘧啶，胸腺嘧啶。

（3）修饰碱基：植物中有大量5-甲基胞嘧啶，E.coli噬菌体中5-羟甲基胞嘧啶代替C。

（4）稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。

DNA由A、G、C、T碱基构成。

RNA由A、G、C、U碱基构成。

3.核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接，核酸中的核苷均为β-型核苷，DNA 的戊糖是脱氧核糖，RNA 的戊糖是核糖。

4.核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。

5.细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷多磷酸化合物ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG、 ppGpp、pppGpp、ppApp在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。

②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP） cGMP（3’，5’-cGMP）激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。

③核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等是酶的辅助因子。

GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。

二、DNA的结构（一）DNA的一级结构DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）通过3＇、5＇-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。