核酸的重要理化性质共19页文档
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核酸的理化性质专业知识专家讲座
pK1 = 0.9
第二磷酸基
第一磷酸基
鸟嘌呤核苷酸
核
pK2 = 3.7
苷
含氮环 pK3 = 6.1
pK1 = 0.7
第二磷酸基
酸
第一磷酸基
烯醇式羟基
离子化程度
解 离
pK2 = 4.3 含氮环
胞嘧啶核苷酸
曲 线
pK1 = 0.8 第一磷酸基
pK3 = 6.3 第二磷酸基
pK1 = 1.0 第一磷酸基
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4 第4页
对酸最不稳定是嘌呤与脱氧核糖之间糖苷键（嘌呤 碱） :
DNA
pH1.6, 37℃ 对水透析
无嘌呤酸
(除去嘌呤碱)
pH2.8 100℃、1hr
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5 第5页
嘧啶糖苷键水解则需要较高温度:
嘧啶糖苷键(DNA或RNA)
甲酸(98~100%) 加热
15 第15页
第二节 核酸酸碱性质
核酸碱基、核苷、核苷酸均能发生解离, 所以核酸也 就具备了可解离酸碱性质。
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16 第16页
1.碱基解离
因为嘧啶和嘌呤化合物杂环中N以及各取代基（-OH） 具结合和释放质子能力, 所以这些物质现有碱性解离又有 酸性解离。
各种碱基解离特点及其常数见书本P505
30 第30页
一、核酸变性 (denaturation)
2. 核酸变性原因:
温度升高 : 热变性 酸碱度改变: 酸碱变性
DNA测序
尿素：PAGE中惯用变性剂； 变性剂使用:
甲醛：琼脂糖凝胶电泳惯用变性剂
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03核酸化学资料
RNA：中的核苷称核糖核苷（或称核
苷）：腺苷（A）、鸟苷（G）、胞苷（C）、尿苷 （U）。
DNA ：中的核苷称脱氧核糖核苷（或称
脱氧核苷）：脱氧腺苷（dA）、脱氧鸟苷（dG） 、 脱氧胞苷（dC）和脱氧胸苷（dT），“d”表示脱 氧。
4. 核苷酸
AGCU
NH2 C NC
HC C
O
AGCT
C
N
HN C
第4章 核酸化学
一、概述 二、核酸的一级结构 三、DNA 的结构与功能 四、RNA 的结构与功能 五、核酸的理化性质 六、DNA 的一级结构测定 七、基因和基因组
一、概述
（一）核酸的概念和重要性
负责遗传信息的储存和传递，生物体内的 各种蛋白质都是核酸编码的产物。
分类： 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic
是指在多核苷酸链中各个核苷酸 之间的连接方式、核苷酸的种类、 数量以及核苷酸的排列顺序。
生物的遗传信息就储存于 DNA 的 核苷酸序列中。 DNA 的遗传信息是 由碱基的精确排列顺序决定的。
（一） 核酸中核苷酸的连接方式 （二） DNA 和 RNA的一级结构
（一）核酸中核苷酸的连接方式
NH2 C
N
CN
连接
CH
HC
CN
方式
N
3′,5′
O
HO P
5' O— CH2
O
OH
4' H
H
3'
H 2'
1' H
OH H
– 磷酸 二酯键
（二）DNA和RNA的一级结构
DNA：4种脱氧核苷酸dAMP、dGMP、
dCMP、dTMP按照一定的排列顺序通过 磷酸二酯键连接而成的没有分支的多核 苷酸链。
核酸的理化性质
限制性内切酶
原核生物(及病毒)中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中 4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列， 并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末 端，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclease）。 山东落花生花落东山 帘卷晚晴天，天晴晚卷帘 Was it a cat I saw?
二、核酸的酸碱性质
1、碱基的解离
2、核苷的解离
3、核苷酸的解离
结合及释放 质子的能力
第 1、碱基的解离 14 章 碱基：含氮碱基，杂环化合物（很多生物碱的结构） 核 1）、具有芳香环的结构特征，呈平面或近乎平面 酸 含有共轭双键体系，紫外区有吸收（260nm）。 的 物 2）、氮原子位于环上或取代氨基上 弱碱性来自于环上氮原子，pKa约9.5，倾向于接受H 理 取代氨基（或曰碱基环外的氨基）碱性很弱，生理 化 条件下不能被质子化。 学 性 质
核酸的物理化学性质
一、核酸的水解 二、核酸的酸碱性质 三、核酸的紫外吸收性质 四、核酸的变性、复性及杂交
一、核酸的水解
（一）酸水解 糖苷键比磷酸二酯键 更易被酸水解 嘌呤碱基的糖苷键比 嘧啶碱基的糖苷键对 酸更不稳定
NH 2
酯键
O
N N O
N 9 N
5' HO P O CH2 O
-
糖苷
1' H H 2' OH
H
H OH
腺苷酸
（二）碱水解 RNA的磷酸酯键易被碱 水解，产生核苷酸。 由于RNA的核糖上有2’OH基，在碱作用下形成 磷酸三酯。 磷酸三酯极不稳定，随 即水解产生，产生 2’,3’-环磷酸酯，再水 解成2’-核苷酸及3’-核 苷酸
核酸的理化性质
3、酶水解
限制性内切酶是一类重要的作用于DNA的内切酶
限制性内切酶识别部位一般都是由4-8个碱基对组成的一段 序列，而且有一个二重对称轴，即5`-3`方向残基序列在DNA 的两条链上是一样的，这样的序列称为回文结构。
E. CoR I是一个重要的限制性内切酶，它识别由6个碱基对 组成的特殊序列（每条链上是GAATTC）。
RNA的等电点比较低的原因，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。
三、核酸的理化性质——核酸的紫外吸收
1、紫外吸收
DNA和RNA的碱基有共轭双键，而使核酸在240~290nm有光
吸收，最大吸收在260nm附近。 可用紫外分光光度法进行核酸纯度鉴定。
纯DNA样品：A260/A280>1.8 纯RNA样品：A260/A280>2.0
变性因素：酸碱、热、尿素等； பைடு நூலகம்NA热变性后一些理化性质改变：
260nm紫外区吸收值升高； 粘度降低； 浮力密度升高；
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的变性（denaturation）
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的热变性（denaturation）
用加热的方法使DNA变性叫 做热变性
核酸的理化性质——核酸的水解
3、酶水解
二、 核酸的理化性质——核酸的两性性质
与蛋白质相似，RNA分子中既含有酸性基团 （磷酸基）也含有弱碱性碱基基团，因而RNA 也具有两性性质。
由于RNA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RNA的等电点比较低。 （当核酸分子内的酸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）RNA在其等 电点时溶解度最小。
限制性内切酶是一类重要的作用于DNA的内切酶
限制性内切酶识别部位一般都是由4-8个碱基对组成的一段 序列，而且有一个二重对称轴，即5`-3`方向残基序列在DNA 的两条链上是一样的，这样的序列称为回文结构。
E. CoR I是一个重要的限制性内切酶，它识别由6个碱基对 组成的特殊序列（每条链上是GAATTC）。
RNA的等电点比较低的原因，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。
三、核酸的理化性质——核酸的紫外吸收
1、紫外吸收
DNA和RNA的碱基有共轭双键，而使核酸在240~290nm有光
吸收，最大吸收在260nm附近。 可用紫外分光光度法进行核酸纯度鉴定。
纯DNA样品：A260/A280>1.8 纯RNA样品：A260/A280>2.0
变性因素：酸碱、热、尿素等； பைடு நூலகம்NA热变性后一些理化性质改变：
260nm紫外区吸收值升高； 粘度降低； 浮力密度升高；
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的变性（denaturation）
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的热变性（denaturation）
用加热的方法使DNA变性叫 做热变性
核酸的理化性质——核酸的水解
3、酶水解
二、 核酸的理化性质——核酸的两性性质
与蛋白质相似，RNA分子中既含有酸性基团 （磷酸基）也含有弱碱性碱基基团，因而RNA 也具有两性性质。
由于RNA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RNA的等电点比较低。 （当核酸分子内的酸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）RNA在其等 电点时溶解度最小。
核酸的重要理化性质19页PPT
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
核酸的重要理化性质
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
Thank you
பைடு நூலகம்
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
核酸的重要理化性质
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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(完整版)核酸的理化性质.doc
第 15 章、核酸的物理化学性质（上册 P502）本章重点： 1、核酸的水解， 2、核酸的紫外吸收， 3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。
（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。
（2）碱水解：磷酸酯键易水解， RNA 比 DNA 易水解，因为 RNA 核糖上有 2‘ - OH ，水解过程见P502。
（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。
1.核酸酶的分类：按底物专一性分为 RNase（核糖核酸酶）和 DNase（脱氧核糖核酸酶）。
按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。
2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（ EC 2.7.7.16 ），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（ Py）‘- 3 - 磷酸与其他核苷酸之间的连键。
3.限制性内切酶：为 DNase。
剪裁 DNA 的工具，可用于核酸测序和基因工程。
在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。
限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源 DNA 。
断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。
限制性内切酶命名：如 E. coR Ⅰ，第 1 个字母 E( 大写 ) ，为大肠杆菌 (E.coli)属名的第一个字母，第2、 3 两个字母co （小写）为种名头两个字母，第 4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。
（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。
由于 DNA 酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。
（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在 260nm 附近（蛋白质最大吸收值280nm）。
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核酸的重要理化性质
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根