天津大学生物化学05第五章课件——《核酸化学》

第二节
(4核苷酸 核苷酸2 核苷酸(4核苷酸2） 磷 酸 碱 基

戊糖
第二节
(4核苷酸 核苷酸3 核苷酸(4核苷酸3） 碱基
N NH

O
N
N
N H
HN O N H
脂键
磷 酸
O O P OH O
H2O
OH OHCH2 O
糖苷键
第一节
核酸的种类） 核酸的概述（核酸的种类）

acid-RNA） 核糖核酸（ribonucleic acid-RNA） 转移RNA(transfer RNA-tRNA) 转移RNA(transfer RNA-tRNA) 信使RNA(messenger RNA-mRNA) 信使RNA(messenger RNA-mRNA) 核糖体RNA RNA（ RNA-rRNA） 核糖体RNA（ribosomal RNA-rRNA） acid- DNA） 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid- DNA）
第二节
(3核苷 核苷2 核苷酸(3核苷2）

糖与碱基之间以C 糖与碱基之间以C-N糖苷键连接
第二节
(4核苷酸 核苷酸1 核苷酸(4核苷酸1）

核苷中的戌糖羟基被磷酸酯化，就形成核苷酸 核苷中的戌糖羟基被磷酸酯化， 作为DNA或 RNA结构单元的核苷酸分别是 磷 结构单元的核苷酸分别是5′-磷 作为 或 结构单元的核苷酸分别是 脱氧核糖核苷和5′-磷酸 酸-脱氧核糖核苷和 磷酸 核糖核苷 脱氧核糖核苷和 磷酸-核糖核苷
组成DNA 组成DNA
组成RNA 组成RNA
第二节
(2碱基 碱基1 核苷酸(2碱基1）

核酸中的碱基分两类： 核酸中的碱基分两类：
（1）嘧啶碱：胞嘧啶（C） 嘧啶碱：胞嘧啶（ 尿嘧啶（ 尿嘧啶（U） 胸腺嘧啶（ 胸腺嘧啶（T） （2）嘌呤碱：腺嘌呤（A） 嘌呤碱：腺嘌呤（ 鸟嘌呤（ 鸟嘌呤（G）
DNA功能：遗传信息的载体， DNA功能：遗传信息的载体，负责遗 功能 传信息的贮存和发布。 传信息的贮存和发布。 RNA功能： RNA功能：三者共同参与遗传信息的 功能 表达。
第一节
核酸的组成） 核酸的概述（核酸的组成）
核蛋白

蛋白质
核酸 核苷酸
水
•这样看 这样看 核酸是一 种高聚核 苷酸， 苷酸，它 的基本结 构单位是 核苷酸
瑞士科学家 F.Miescher
核酸的研究史） 第一节 核酸的概述（2核酸的研究史）
1889年 Altmann首先制备了不含蛋白的核酸制品 首先制备了不含蛋白的核酸制品， 1889年，Altmann首先制备了不含蛋白的核酸制品，并 引入“核酸”这一名词。 引入“核酸”这一名词。 20世纪20年代测定了核酸的化学组成， 20世纪20年代测定了核酸的化学组成，并将核酸分为 世纪20年代测定了核酸的化学组成 DNA和RNA。 DNA和RNA。

NH
2
O N
N N
NH
N H
N
N H
N
N H2
腺嘌呤Adenine(A) 腺嘌呤
鸟嘌呤Guanine(G) 鸟嘌呤
注意与书上图画法的区别
第二节
(3核苷 核苷1 核苷酸(3核苷1）

核苷是一种糖苷， 核苷是一种糖苷，由戌糖和碱基缩合而成 糖与碱基之间以糖苷键相连接。 糖与碱基之间以糖苷键相连接 。 糖的第一 位上的碳原子（ 位上的碳原子 （ C1 ） 与嘧啶碱的第一位上的 氮原子（ 氮原子 （ N1 ） 或嘌呤碱的第九位上的氮原子 （N9）相连，所以糖与碱基间的连键是N-C键 相连，所以糖与碱基间的连键是N 一般称之为N 糖苷键。 ，一般称之为N-糖苷键。 蛋白质与糖连接时， 蛋白质与糖连接时 ， 天冬酰氨的氨基与半 羧醛羟基间形成的为N 羧醛羟基间形成的为N-糖苷键
的一级结构1 （二）DNA的一级结构1 DNA的一级结构

各核苷酸残基沿多核苷酸链排列的顺 序叫核酸的一级结构。 序叫核酸的一级结构。 连接键： 3 ， 5 一磷酸二酯键连接起来 连接键 ： 的直线形或环形分子。 的直线形或环形分子。 DNA没有侧链。 DNA没有侧链。 没有侧链
第五章 核酸化学
第一节 核酸的概述 第二节 核苷酸 第三节 核酸的结构
•
核酸的提取、 第四节 核酸的提取、分离和测定 核酸的变性、 第五节 核酸的变性、复性与杂交
第一节
核酸的概述
•
1．染色体和基因 2．核酸
第一节
染色体和基因1 核酸的概述（染色体和基因1）
第一节
染色体和基因2 核酸的概述（染色体和基因2）

第一节
染色体和基因3 核酸的概述（染色体和基因3）

复制
分开
第一节
核酸的发现） 核酸的概述（1核酸的发现）
1868年，从外科

绷带上的脓细胞 的细胞核中分离 得到一种含磷较 高的酸性物质， 高的酸性物质， 称之为核素。 称之为核素。 nuclein） （nuclein） 核素实质是一 种核糖核蛋白。 种核糖核蛋白。
O
N
NH
NH
N H
O
N H
O
N H
O
胞嘧啶 Cytosine(C)
尿嘧啶 Uracil(U)
胸腺嘧啶 Thymine(T)
注意与书上图画法的区别
第二节
(2碱基3[嘌呤1]） 碱基3[嘌呤1] 核苷酸(2碱基3[嘌呤1]）

腺嘌呤 A
嘌呤环 鸟嘌呤 G
第二节
(2碱基3[嘌呤2]） 碱基3[嘌呤2] 核苷酸(2碱基3[嘌呤2]）
OH OH
戊糖
第二节
(4核苷酸 核苷酸4 核苷酸(4核苷酸4）

八种核苷酸如下表所示
RNA DNA 腺嘌呤 A AMP dAMP 鸟嘌呤 G GMP dGMP 胞嘧啶 C CMP dCMP 尿嘧啶 U UMP 未发现 胸腺嘧啶 T 未发现 dTMP
M-单(D-二；T－三） ；P-磷酸 (DRNA的名称为某（ 苷酸，DNA在某 RNA的名称为某（单、二、三）苷酸，DNA在某 的名称为某 前加脱氧两字。 （单、二、三）前加脱氧两字。 AMP称腺苷 磷酸(或腺苷酸），dAMP称为脱氧 称腺苷—磷酸 ），dAMP 如AMP称腺苷 磷酸(或腺苷酸），dAMP称为脱氧 腺苷—磷酸 脱氧腺苷酸） 磷酸（ 腺苷 磷酸（脱氧腺苷酸）。
连 接 键
3`

5｀
首
脱 H2O 脂键相连
5`
3｀
3`，5`-磷酸二酯键 3`，5`-
尾
的一级结构3 （二）DNA的一级结构3(线条缩写) DNA的一级结构 线条缩写)
DNA线条缩写 DNA线条缩写: 线条缩写:
A硷基 3`3`-OH P 5`-磷酸 磷酸 戊糖 5` 首端 P A P G P C P T P G P C
第二节
(5多磷核苷酸 多磷核苷酸2 核苷酸(5多磷核苷酸2）
NH2 N N

N N α β O P～ O P ～O P OCH2 O O O O H H
γ
O
O
O
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
(腺嘌呤核糖核苷三磷酸) 腺嘌呤核糖核苷三磷酸)
第三节 核酸的结构
第二节
(5多磷核苷酸 多磷核苷酸1 核苷酸(5多磷核苷酸1）

参与核酸生物合成的直接原 料不是一磷酸核苷酸， 料不是一磷酸核苷酸 ， 而是 三磷酸核苷酸， 三磷酸核苷酸 ， 如 ATP （ 三 磷酸腺苷酸） 磷酸腺苷酸）。 ATP上的磷酸残基用α、β ATP上的磷酸残基用α 上的磷酸残基用 来编号。 、γ来编号。 ATP含有两个高能磷酸酯键（～P），其水解时释 ATP含有两个高能磷酸酯键（～P），其水解时释 含有两个高能磷酸酯键（～ 放出的能量为7.3千卡/克分子（普通磷酸酯键为2 7.3千卡 放出的能量为7.3千卡/克分子（普通磷酸酯键为2 千卡/克分子）。 千卡/克分子）。 ATP在细胞能量代谢中起着及其重要的作用。 ATP在细胞能量代谢中起着及其重要的作用。 在细胞能量代谢中起着及其重要的作用
第二节
(2碱基2[嘧啶1]） 碱基2[嘧啶1] 核苷酸(2碱基2[嘧啶1]）

嘧啶环
RNA特有 RNA特有 尿嘧啶 U 胞嘧啶 C
DNA特有 DNA特有 胸腺嘧啶 T
第二节
NH
2
(2碱基2[嘧啶2]） 碱基2[嘧啶2] 核苷酸(2碱基2[嘧啶2]）
O

第一节
核酸的分布） 核酸的概述（核酸的分布） 真核生物 原核生物

DNA
细胞核（95%） 核质区（拟核） 线粒体、叶绿体 （5%）
细胞质（75%） 线粒体、叶绿体 （15%） 细胞核（10%） 细胞质
RNA
第一节
核酸的功能） 核酸的概述（核酸的功能）

5` … A P G P C P T P G P C P… 3` 或 5` … A G C T G C … 3`

一、DNA的结构 DNA的结构 二、RNA的结构 RNA的结构
的结构1 一、DNA的结构1(总） DNA的结构
DNA的的碱基组成 （一）DNA的的碱基组成 DNA的一级结构 （二）DNA的一级结构 DNA的二级结构 （三）DNA的二级结构 DNA的三级结构 （四）DNA的三级结构

OH 3` 末端
核苷酸
核苷酸顺序又称碱基顺序， 核苷酸顺序又称碱基顺序，是蛋白质与核 碱基顺序 酸结构的生物语言。 酸结构的生物语言。
的一级结构4 （二）DNA的一级结构4(字母简写) DNA的一级结构 字母简写)
DNA字母简写 DNA字母简写: 字母简写:


1943年 .Chargaff的工作 嘌呤：嘧啶=1 的工作： =1： 1943年，E .Chargaff的工作：嘌呤：嘧啶=1：1，由此 推理出碱基配对的理论。 推理出碱基配对的理论。 1944年 Avery的肺炎双球菌转化实验 的肺炎双球菌转化实验， 1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证明遗传物质 即为DNA DNA。 即为DNA。 1953年 Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构模型 建立了DNA的双螺旋结构模型。 1953年，Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构模型。 遗传密码的阐明、核酸内切酶的发现、 遗传密码的阐明、核酸内切酶的发现、核酸的合成与分 析技术、 析技术、基因重组技术等的建立形成了分子生物学的基本 完整体系。 完整体系。