关于生物化学核酸

NH2 N
N
N
9 NN
HOCH2 O
HH
H H
OH H
dA
O
1 N
HOCH2 O
HH
H H
OH O H
U
假尿苷
胸腺嘧啶核糖核苷
稀有核苷（tRNA）
二、核酸的生物学功能 （一）DNA是主要的遗传物质
S
1944年，O.T.Avery（美） R 肺炎链球菌的转化实验,首次 证明DNA是细菌遗传性状的转化 因子。
十年后证明 DNA是遗 传物质
S+R S菌体的DNA + R
S
转化作用：
• 感受态的微生物或离体培养的细 胞获得外源DNA并产生新的形 状特征。
1．核苷酸
（2）戊糖
• 组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的戊 糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的戊糖 则为β-D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
Hபைடு நூலகம்
OH OH
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-核糖
D-2-脱氧核糖
1．核苷酸
（3）核苷 nucleoside
• 核苷由戊糖和碱基缩合而成，嘌呤的N9或嘧啶 的N1与戊糖C-1’-OH以C-N糖苷键相连接O。
嘧啶
uracil cytosine thymine
4 3N 5
2
6
N
1
O NH
NH 2 N
H3C
O NH
N H
O
N
H
O
N H
O
U
C
T
DNA的碱基组成：A G C T RNA的碱基组成：A G C U
1．核苷酸
组成核酸的稀有碱基
• 核酸中除了5类基本的碱基外，还有一些含量甚 少的碱基，称为稀有碱基。
关于生物化学核酸
引 言：核酸概述
核酸的发现：
1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher
从外科绷带上脓细 胞的 细胞核中分离得到 一种 含磷较高的酸性物 质， 称之为核素 （nuclein）
核素实质是一种核糖核蛋白
• 1944年,Oswald Avery,Colin Macleod和Maclyn McCarty发现，一种有夹膜、表面光滑、具致病 性的肺炎球菌中提取的核酸 DNA(deoxyribonucleic acid,脱氧核糖核酸)， 可使另一种无夹膜，表面粗糙、不具致病性的肺 炎球菌的遗传性状发生改变，转变为有夹膜，具 有致病性的肺炎球菌，且转化率与DNA纯度呈正 相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发 生。该项实验彻底纠正了蛋白质携带遗传信息这 一错误认识，确立了核酸是遗传物质的重要地位；
（一）DNA是主要的遗传物 质
1952年，美国冷泉港 Hershey-Chase 噬菌体浸染细菌的实验。
（二）RNA生物学功能
RNA的功能：
1.参与蛋白质的合成 rRNA(75-80%) tRNA(10-15%) mRNA(2-5%)
2.遗传物质 3.具有生物催化剂功 能
第二节：核酸的化学组成
小分子细胞核RNA（snRNA）、染色质RNA（chRNA）、 反义RNA（antisense RNA）、双链RNA（dsRNA）、 细胞质小RNA（scRNA）、具有催化活性的RNA （ribozyme）、各种病毒RNA
功能 ：三者共同参与遗传信息的表达。 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid- DNA） 功能：遗传信息的载体，负责遗传信息的贮存和发布。
（二）核酸的分布
真核生物
原核生物
细胞核（95%） 核质区（拟核） DNA 线粒体、叶绿体
（5%）
细胞质（75%） 细胞质 RNA 线粒体、叶绿体
（15%）
细胞核（10%）
二、核酸的生物学功能 （一）DNA是主要的遗传物质
1928年，英国科学家Griffith 发现肺炎链球菌使小鼠死亡的 原因是引起肺炎。细菌的毒性是 由细胞表面中的多糖所决定的。
• 核苷酸本身由核苷和磷酸组成, • 而核苷则由戊糖和碱基形成
所以， 核酸
核苷酸
磷酸
核苷
戊糖 碱基
1．核苷酸
（1）组成核酸的碱基
嘌呤
腺嘌呤 Adenine
鸟嘌呤 guanine
6
1N
5
7 N
2 N4N 8 39
NH 2 N
N
N H
N
A
O
N NH
N H
N
NH 2
G
1．核苷酸
（1）组成核酸的碱基
尿嘧啶 胞嘧啶 胸腺嘧啶
▪ 因此，核酸的研究是现代生物化学、分子生物学
和医学的重要基础之一。
克隆羊-dolly
第一节 核酸的种类、分布与功能
一、核酸的种类与分布 （一）核酸的种类（ RNA、DNA、）
核糖核酸（ribonucleic acid-RNA）:转移RNA(transfer RNAtRNA) 、信使RNA(messenger RNA-mRNA)、核糖体 RNA（ribosomal RNA-rRNA）
一、核酸的元素组成
基本元素：C H O N P 核酸的元素组成有两个特点：
1. 一般不含S。 2. P含量较多，并且恒定（9%-10%）。
因此，实验室中用定磷法进行核酸的 定量分析。（DNA9.9% 、 RNA9.5%）
二 核酸的分子组成
• 核酸（DNA和RNA）是一种线性多聚核苷酸， 它的基本结构单元是核苷酸。
O
NH2
N
N
NN
I
N
—CH3
ON
m5C
hm5C
DHU
1．核苷酸
碱基的结构特征
• 碱基都具有芳香环的结构特征。嘌呤环和嘧啶环 均呈平面或接近于平面的结构。
• 碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式 或胺式—亚胺式互变异构。
胺 式 亚 胺 式 互 变 异 构
酮 式 烯 醇 式 互 变 异 构
已公认：氢原子在碱基上有固定的位置
核酸的研究历史： 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。 20世纪20年代测定了核酸的化学组成，并将核酸分 为DNA和RNA。 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。 1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证明遗传 物质即为DNA。 1953年，Watson-Crick建立了DNA的双螺旋结构 模型。
遗传密码的阐明、内切核酸酶的发现、核酸的合成 与分析技术、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。
引 言：核酸概述
▪ 核酸与蛋白质一样，是一切生物有机体不可缺少
的组成部分。
▪ 核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，它不仅
对于生命的延续，生物物种遗传特性的保持，生 长发育，细胞分化等起着重要的作用，而且与生 物变异，如肿瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。