核酸概述分子生物学

沟的深度 （nm）
小沟 大沟
1.10 0.27 0.28 1.35
0.57 1.17 0.75 0.85
0.48 1.05 0.79 0.75
0.13 0.89 0.58
2) 左手螺旋－－Z型
Z型:在DNA单链中存在嘌呤与嘧啶（CGCGCG或CACACA） 交替排列的顺序时，就会出现左手双螺旋结构。在主链中各个磷 酸根呈锯齿状排列，犹如“之”字形一样，因此叫做Z型沟象。
＊两性解离
呈酸性 在中性溶液中带负电荷
＊溶解性
均溶于水
不溶于一般有机溶剂,在70%乙醇中形成沉淀
＊粘度
DNA粘度大 RNA粘度小
＊旋光性
均很强
＊密度
RNA>双链DNA； 环状DNA >开环、线状DNA 单链DNA >双链DNA
＊沉降速度：
RNA >环状DNA >开环、线状DNA
＊核酸的紫外吸收
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=260nm
特点：每圈螺旋12个碱基，螺距4.46－4.47nm，h为 0.74nm，-60度旋转，碱基负倾斜-7度，直径1.81-1.84nm（B 型DNA为1.93nm），只有小沟，且窄而深（宽0.88nm，深 1.38nm），嘌呤糖苷键呈顺式（B型所有糖苷键均为反式）。
不同螺旋形式DNA分子主要参数比较
＊核苷酸
＊核酸
核酸的简写式：
A
3'
P
P
CG
3'
3'
P
P
T 3' P
5'
5'
5'
5'
5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA
5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA
5＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3＇ 5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇
5’→3’
5’→3’
三 核酸的理化性质 ＊晶形
DNA为白色纤维状固体 RNA为白色粉末状固体
四 DNA的一级结构
1 、DNA的一级结构
DNA分子中核苷酸的排列顺序，DNA顺序（或序 列）
DNA分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种 脱氧核糖核苷酸所组成
DNA
一 级 结 构 模 式 图
1）DNA结构的特点：
＊DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕
而成的。
＊DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，
1 OD260dsDNA=50μg/ml 1 OD260ssDNA=33μg/ml 1 OD260 RNA=40μg/ml 纯DNA A260/A280=1.8 纯RNA A260/A280=2.0
＊核酸的酸解和碱解
DNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别
RNA的碱解
＊酶水解
核酸水解酶:水解磷酸二酯键。 DNA水解酶（DNases）:以DNA为底物 RNA水解酶（RNases）:以RNA为底物的。 核酸外切酶:从一端（3′-端或5′-端）开始 核酸内切酶:从中间开始
双螺旋 A-DNA
碱基倾角 （度）
20
碱基间距 （nm）
0.26
螺旋直径 （nm）
2.6
每轮碱基数 11
螺旋方向 右
B-DNA
6
0.34
2.0
10
右
Z-DNA
7
0.37
1.8
12
左
3）Z型DNA与生物的基因调控有关 A 邻近调控 控制区－启动子 Z-DNA
转录区 不转录
B-DNA
转录
2、DNA双螺旋的稳定性
• 氢键 • 疏水作用 • 碱基堆积力 • 离子
3、 DNA结构的多态性
目前已知DNA双螺旋结构可分为A、B、C、D及Z型等数种，除 Z型为左手双螺旋外，其余均为右手双螺旋。
92％相对湿度
75％相对湿度
66％相对湿度
B型
A型
C型
DNA－RNA
杂交分子
碱基对减少
D型 E型
1) 右手螺旋
DNA结构类型和螺旋参数
结构 类型
螺旋
螺旋
（nm） 对称性
A
2.82
11
B
3.38
10
C
3.10
9.33
D
2.43
8
E
2.43
7.5
每个核苷酸残基轴（h）
和扭角轴（I）
h（nm）
I（度）
0.256
32.7
0.338
36.0
0.332
38.6
0.304
45.0
wenku.baidu.com
0.325
48.0
沟的宽度 （nm） 小沟 大沟
一 核酸
1 核酸的发现
＊1868年，Miescher发现核素，是一类在白细胞中富含 磷酸酸性的物质。
＊1889年，Altmann在酵母中制备了不含蛋白的核素，称之 为核酸（Nucleic acid）。 ＊1925－1930年，Levene确定核酸是由4种核苷酸组成；
Chargaff发现四种核苷酸并不是简单的1：1的关系。
＊转化实验 1928年，Griffith等人肺炎双球菌实验（图1－1）； 1944年，Avery提出转化因子是DNA（图1－2）。
＊Blendor实验 1952年，Hershey进一步证明DNA是遗传物质
（图1－3）。
噬菌体模式图
2 核酸的分类与分布
90%以上分布于细胞核，
脱氧核糖核酸
构成基本骨架，碱基排列在内侧。
＊两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对，它的
组成有一定的规律。
2）DNA分子的多样性
＊ 碱基的排列顺序，构成了DNA分子的多样性
＊100bpDNA分子可能排列方式就是4100
＊DNA中的碱基排列顺序是DNA分子的重要属性 ＊基因的功能取决于DNA的一级结构
五 DNA的二级结构
＊Watson和Crick在1953年根据DNA纤维X射线晶体衍射
图，提出了DNA为右手双螺旋结构的科学假设。
＊二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成
的双螺旋结构。
＊通常情况下，DNA二级结构分为两类：一类是右手螺旋，
如A－DNA，B－DNA；一类是左手螺旋，即Z－DNA。 1、 DNA二级结构特征
其余分布于核外如线粒体，
(deoxyribonucleic acid, DNA) 叶绿体，质粒等。
携带遗传信息，决定细胞 和个体的基因型(genotype)。
核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA)
分布于胞核、胞液。
参与细胞内DNA遗传信息的表达。 某些病毒RNA也可作为遗传信息 的载体。
二 核酸的化学成分
磷酸
核糖
核酸→核苷酸→{
戊糖 → {
核苷 →{
脱氧核糖
嘌呤碱
含氮碱————————→{
嘧啶碱
＊碱基 嘧啶碱基 嘌呤碱基
＊戊糖
β-D-核糖
β-D-2-脱氧核糖
β，N糖苷键 ＊核苷 主要核苷有八种
N9 β1’
腺苷(AR) β1’,N9-糖苷键
N1
β1’
脱氧胞苷(dCR) β1’,N1-糖苷键