王镜岩生化课件核酸
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第六章
核酸
王镜岩生化课件核酸
第一节 核酸的化学组成
核酸
核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
王镜岩生化课件核酸
碱基
P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成 RNA： D-核糖， A、G、C、U碱基 DNA： D-2-脱氧核糖， A、G、C、T碱基
王镜岩生化课件核酸
一、 碱基 1. 嘌呤碱： 2. 嘧啶碱：
腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 胸腺嘧啶 T
P331 结构式
3. 修饰碱基： 100余种，多数是甲基化的产物 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。
王镜岩生化课件核酸
二、 核苷与脱氧核苷
核酸中的核苷与脱氧核苷均为β-型 嘧啶碱： C1 —N1，嘌呤碱： C1 —N9。
P332 结构式 腺嘌呤核苷 胞嘧啶脱氧核苷
1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA
Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNALeabharlann Baidu双螺旋
结构模型。
★ DNA的Na盐纤维和
★Chargaff 规律 1950年 a. 所有DNA中，A=T，G=C
DNA晶体的X光衍射分 析。Franklin
且A+G=C+T。
P486。
相 对 湿 度 92% ： B— DNA。
1、 环状DNA的不同构象
P491 图 13-12 松驰环、
解链环、
负超螺旋
王镜岩生化课件核酸
（1）、 松弛环形DNA 线形DNA直接环化
（2）、 解链环形DNA 线形DNA拧松后再环化
（3）、 正超螺旋与负超螺旋DNA
正超螺旋：在一端使绳子向缠紧的方向旋转，再将绳子两端连 接起来，会产生一个左旋的超螺旋，以解除外加的旋转造成 的胁变，这样的超螺旋叫正超螺旋。
★ 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸与脱氧核糖在 双螺旋外侧。
★ 磷酸与脱氧核糖彼此通过3’、5’-磷酸二酯键相连接， 构成DNA分子的骨架。
★ 两条核苷酸链，依靠碱基间形成的氢链结合在一起。
A=T、G=C
★ 每圈螺旋含10个核苷酸，碱基堆积距离0.34nm，螺距： 3.4nm，双螺旋平均直径2nm，
第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等 难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。
王镜岩生化课件核酸
四、 DNA二级结构的不均一性
1、 反向重复序列（回文序列） DNA序列中，以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱
基对顺序正读和反读都相同。 较长的回文结构，可形成茎环结构和发夹结构。 转录的终止作用与回文结构有关。 较短的回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核
b. DNA的碱基组成具有种的 特异性。
相 对 湿 度 75% ： A— DNA。
c. DNA碱基组成没有组织和 器官的特异性。
DNA。
Z—
d. 年龄、营养状况、环境等
因素不影响DNA的碱基组成。 王镜岩生化课件核酸
1、 Watson-Crick双螺旋结构模型(B-DNA)
P486图13—5
★ 两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕，形成 右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’
④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。
王镜岩生化课件核酸
第二节 DNA的结构
一级：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的
双螺旋结构。 三级：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
王镜岩生化课件核酸
一、 DNA的一级结构
dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP 通 过 3’ 、 5’- 磷 酸 二 酯 键连接起来的线形多聚体。
P483 图 13-2 写法：5’→3’：5’-pApCpTpG-3’，或5’…ACTG…3’
王镜岩生化课件核酸
王镜岩生化课件核酸
二、 DNA的二级结构
王镜岩生化课件核酸
三、 核苷酸 核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化 P332结构式：5’-AMP 3’-dCMP
王镜岩生化课件核酸
王镜岩生化课件核酸
1、 构成DNA、RNA的核苷酸 P481表13-4 DNA：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP RNA： AMP、 GMP、 CMP、 UMP 2、 细胞内游离核苷酸及其衍生物
大沟：宽1.2nm ，深0.85nm，小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm
P487 图13-6 13-7
王镜岩生化课件核酸
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2、稳定双螺旋结构的因素 ①碱基堆积力（主要因素） 形成疏水环境。 ②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。 ③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋
白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基 上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。 ④碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受 水溶性活性小分子的攻击。
王镜岩生化课件核酸
①核苷5’-多磷酸化合物
ATP、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
3’,5’-cAMP， 3’,5’-cGMP
激素的第二信使，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 ppApp
2、 A-DNA 在相对湿度75%以下所获得的DNA纤维。 右手双螺旋，外形粗短。 RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。
3、 Z-DNA 左手螺旋的DNA。 天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。
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4、 DNA三股螺旋（ H-DNA）
DNA的三链结构常出现在DNA复制、重组、转录的起 始位点或调节位点。
酸内切酶的识别位点。 2、 富含AT的序列 很多有重要调节功能的DNA区段都富含AT碱基对。特
别是在复制起点和转录启动的Pribnow区，富含AT对。
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五、 环状DNA
某些病毒DNA 某些噬菌体DNA 某些细菌染色体DNA 细菌质粒DNA 真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA
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三、 DNA二级结构的多型性
P489 表13-6 A-、B-、Z-DNA的比较 1、 B—DNA：典型的Watson-Crick双螺旋DNA 右手双股螺旋 每圈螺旋10.4个碱基对 螺旋扭角36° 螺距：3.32nm 碱基倾角：1°
生物体内DNA均为B—DNA。
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核酸
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第一节 核酸的化学组成
核酸
核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
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碱基
P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成 RNA： D-核糖， A、G、C、U碱基 DNA： D-2-脱氧核糖， A、G、C、T碱基
王镜岩生化课件核酸
一、 碱基 1. 嘌呤碱： 2. 嘧啶碱：
腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 胸腺嘧啶 T
P331 结构式
3. 修饰碱基： 100余种，多数是甲基化的产物 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。
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二、 核苷与脱氧核苷
核酸中的核苷与脱氧核苷均为β-型 嘧啶碱： C1 —N1，嘌呤碱： C1 —N9。
P332 结构式 腺嘌呤核苷 胞嘧啶脱氧核苷
1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA
Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNALeabharlann Baidu双螺旋
结构模型。
★ DNA的Na盐纤维和
★Chargaff 规律 1950年 a. 所有DNA中，A=T，G=C
DNA晶体的X光衍射分 析。Franklin
且A+G=C+T。
P486。
相 对 湿 度 92% ： B— DNA。
1、 环状DNA的不同构象
P491 图 13-12 松驰环、
解链环、
负超螺旋
王镜岩生化课件核酸
（1）、 松弛环形DNA 线形DNA直接环化
（2）、 解链环形DNA 线形DNA拧松后再环化
（3）、 正超螺旋与负超螺旋DNA
正超螺旋：在一端使绳子向缠紧的方向旋转，再将绳子两端连 接起来，会产生一个左旋的超螺旋，以解除外加的旋转造成 的胁变，这样的超螺旋叫正超螺旋。
★ 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸与脱氧核糖在 双螺旋外侧。
★ 磷酸与脱氧核糖彼此通过3’、5’-磷酸二酯键相连接， 构成DNA分子的骨架。
★ 两条核苷酸链，依靠碱基间形成的氢链结合在一起。
A=T、G=C
★ 每圈螺旋含10个核苷酸，碱基堆积距离0.34nm，螺距： 3.4nm，双螺旋平均直径2nm，
第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等 难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。
王镜岩生化课件核酸
四、 DNA二级结构的不均一性
1、 反向重复序列（回文序列） DNA序列中，以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱
基对顺序正读和反读都相同。 较长的回文结构，可形成茎环结构和发夹结构。 转录的终止作用与回文结构有关。 较短的回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核
b. DNA的碱基组成具有种的 特异性。
相 对 湿 度 75% ： A— DNA。
c. DNA碱基组成没有组织和 器官的特异性。
DNA。
Z—
d. 年龄、营养状况、环境等
因素不影响DNA的碱基组成。 王镜岩生化课件核酸
1、 Watson-Crick双螺旋结构模型(B-DNA)
P486图13—5
★ 两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕，形成 右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’
④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。
王镜岩生化课件核酸
第二节 DNA的结构
一级：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。 二级：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的
双螺旋结构。 三级：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
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一、 DNA的一级结构
dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP 通 过 3’ 、 5’- 磷 酸 二 酯 键连接起来的线形多聚体。
P483 图 13-2 写法：5’→3’：5’-pApCpTpG-3’，或5’…ACTG…3’
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二、 DNA的二级结构
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三、 核苷酸 核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化 P332结构式：5’-AMP 3’-dCMP
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1、 构成DNA、RNA的核苷酸 P481表13-4 DNA：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP RNA： AMP、 GMP、 CMP、 UMP 2、 细胞内游离核苷酸及其衍生物
大沟：宽1.2nm ，深0.85nm，小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm
P487 图13-6 13-7
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2、稳定双螺旋结构的因素 ①碱基堆积力（主要因素） 形成疏水环境。 ②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。 ③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋
白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基 上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。 ④碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受 水溶性活性小分子的攻击。
王镜岩生化课件核酸
①核苷5’-多磷酸化合物
ATP、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
3’,5’-cAMP， 3’,5’-cGMP
激素的第二信使，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 ppApp
2、 A-DNA 在相对湿度75%以下所获得的DNA纤维。 右手双螺旋，外形粗短。 RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。
3、 Z-DNA 左手螺旋的DNA。 天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。
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4、 DNA三股螺旋（ H-DNA）
DNA的三链结构常出现在DNA复制、重组、转录的起 始位点或调节位点。
酸内切酶的识别位点。 2、 富含AT的序列 很多有重要调节功能的DNA区段都富含AT碱基对。特
别是在复制起点和转录启动的Pribnow区，富含AT对。
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五、 环状DNA
某些病毒DNA 某些噬菌体DNA 某些细菌染色体DNA 细菌质粒DNA 真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA
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三、 DNA二级结构的多型性
P489 表13-6 A-、B-、Z-DNA的比较 1、 B—DNA：典型的Watson-Crick双螺旋DNA 右手双股螺旋 每圈螺旋10.4个碱基对 螺旋扭角36° 螺距：3.32nm 碱基倾角：1°
生物体内DNA均为B—DNA。
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