生物化学简明教程ppt--第三章核酸
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生物化学第三章核酸PPT课件
DNA与RNA结构差异
五碳糖不同
DNA中的五碳糖是脱氧核糖，而 RNA中的五碳糖是核糖。
碱基不同
DNA中的碱基包括腺嘌呤（A） 、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T） 和胞嘧啶（C），而RNA中的碱 基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（ G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C
）。
空间结构不同
DNA通常是双链结构，而RNA 通常是单链结构。
核酸药物设计思路及前景展望
核酸药物设计思路
核酸药物是一类以核酸为靶点的药物，通过 特异性地与核酸结合，调节基因表达或抑制 病原体复制，从而达到治疗疾病的目的。设 计核酸药物时需要考虑靶点选择、药物稳定 性、特异性、安全性等因素。
前景展望
随着基因组学和生物信息学的发展，越来越 多的疾病相关基因和靶点被发现，为核酸药 物的研发提供了广阔的空间。未来，核酸药 物有望在肿瘤、遗传性疾病、病毒感染等领 域发挥重要作用，成为一类重要的治疗药物 。同时，随着技术的不断进步和成本的降低 ，核酸药物的研发和应用将更加普及和便捷
DNA拓扑异构酶的作用
拓扑异构酶能够改变DNA的超螺旋状态，从而调节DNA的拓扑结构和功能。拓扑异构酶 在DNA复制、转录、修复和重组等过程中发挥重要作用。
RNA结构与性质
03
tRNA三叶草结构特点
01
02
03
三叶草二级结构
由DHU环、反密码环、 TΨC环、额外环和可接受 茎组成，形似三叶草。
反密码环
人类基因组计划与意义
1 2 3
人类基因组计划的目标
破译人类全部遗传信息，解读人类基因组所蕴含 的生命奥秘。
研究成果及应用
揭示了人类基因组的组成、结构和功能，为医学 、生物技术和制药等领域提供了重要的科学基础 。
生物化学 核酸的结构(共57张PPT)
苷酸链。
RNA种类很多，一级结构也各不相同。 RNA一级 结构研究最多的是tRNA、rRNA以及一些小分子的 RNA。
核酸的结构——核酸的共价结构
2、DNA和RNA的一级结构
tRNA一级结构具有以下特点：
❖分子量25000左右，大约由70 －90个核苷酸组成，沉降系 数为4S左右。
❖分子中含有较多的稀有碱基。
3、DNA的高级结构
核酸的结构
一次改变生物学进程的比赛
核酸的结构——DNA的高级结构 1、DNA碱基组成的Chargaff规那么
腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，A=T； 鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数相等，G=C；
含氨基的碱基等于含酮基的碱基，A+C=G+C； 嘌呤的总数等于嘧啶的总数，A+G=T+C
核酸的结构——DNA的高级结构
核酸的结构
核酸
核苷酸
水
解
磷酸
核苷
戊糖
碱基
核酸的结构
核苷
核酸
核苷酸
代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA 而言为核糖；
代表碱基
代表磷酸基
1、核苷酸
核酸的结构
戊糖
核酸的结构
RNA
碱基
嘧啶环
尿嘧啶 U
嘌呤环
DNA
胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T
腺嘌呤 A
鸟嘌呤 G
核酸的结构——核苷酸
1、碱基：稀有碱基，多为甲基化碱基，在tRNA中较多
DNA负超螺旋易于解链，在DNA复制、重组和转录等过程中都需要两条 链解开，所以负超螺旋利于这些功能的实施。
核酸的结构——DNA的高级结构 3、DNA的三级结构
松弛环形 α=25
β=25
RNA种类很多，一级结构也各不相同。 RNA一级 结构研究最多的是tRNA、rRNA以及一些小分子的 RNA。
核酸的结构——核酸的共价结构
2、DNA和RNA的一级结构
tRNA一级结构具有以下特点：
❖分子量25000左右，大约由70 －90个核苷酸组成，沉降系 数为4S左右。
❖分子中含有较多的稀有碱基。
3、DNA的高级结构
核酸的结构
一次改变生物学进程的比赛
核酸的结构——DNA的高级结构 1、DNA碱基组成的Chargaff规那么
腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，A=T； 鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数相等，G=C；
含氨基的碱基等于含酮基的碱基，A+C=G+C； 嘌呤的总数等于嘧啶的总数，A+G=T+C
核酸的结构——DNA的高级结构
核酸的结构
核酸
核苷酸
水
解
磷酸
核苷
戊糖
碱基
核酸的结构
核苷
核酸
核苷酸
代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA 而言为核糖；
代表碱基
代表磷酸基
1、核苷酸
核酸的结构
戊糖
核酸的结构
RNA
碱基
嘧啶环
尿嘧啶 U
嘌呤环
DNA
胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T
腺嘌呤 A
鸟嘌呤 G
核酸的结构——核苷酸
1、碱基：稀有碱基，多为甲基化碱基，在tRNA中较多
DNA负超螺旋易于解链，在DNA复制、重组和转录等过程中都需要两条 链解开，所以负超螺旋利于这些功能的实施。
核酸的结构——DNA的高级结构 3、DNA的三级结构
松弛环形 α=25
β=25
【生物化学简明教程】第四版03章 核酸
3 核酸1．①电泳分离四种核苷酸时，通常将缓冲液调到什么pH？此时它们是向哪极移动？移动的快慢顺序如何? ②将四种核苷酸吸附于阴离子交换柱上时，应将溶液调到什么pH？③如果用逐渐降低pH的洗脱液对阴离子交换树脂上的四种核苷酸进行洗脱分离，其洗脱顺序如何？为什么？解答：①电泳分离4种核苷酸时应取pH3.5 的缓冲液，在该pH时，这4种单核苷酸之间所带负电荷差异较大，它们都向正极移动，但移动的速度不同，依次为：UMP>GMP>AMP>CMP；②应取pH8.0，这样可使核苷酸带较多负电荷，利于吸附于阴离子交换树脂柱。
虽然pH 11.4时核苷酸带有更多的负电荷，但pH过高对分离不利。
③当不考虑树脂的非极性吸附时，根据核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度，则洗脱顺序为CMP>AMP> GMP > UMP，但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附，嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。
静电吸附与非极性吸附共同作用的结果使洗脱顺序为：CMP> AMP > UMP >GMP。
2．为什么DNA不易被碱水解，而RNA容易被碱水解?解答：因为RNA的核糖上有2'-OH基，在碱作用下形成2',3'-环磷酸酯，继续水解产生2'-核苷酸和3'-核苷酸。
DNA的脱氧核糖上无2'-OH基，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。
3．一个双螺旋DNA分子中有一条链的成分[A] = 0.30，[G] = 0.24，①请推测这一条链上的[T]和[C]的情况。
②互补链的[A]，[G]，[T]和[C]的情况。
解答：①[T] + [C] = 1–0.30–0.24 = 0.46；②[T] = 0.30，[C] = 0.24，[A] + [G] = 0.46。
4．对双链DNA而言，①若一条链中(A + G)/(T + C)= 0.7，则互补链中和整个DNA分子中(A+G)/(T+C)分别等于多少？②若一条链中(A + T)/(G + C)= 0.7，则互补链中和整个DNA分子中(A + T)/(G + C)分别等于多少？解答：①设DNA的两条链分别为α和β则：Aα= Tβ，Tα= Aβ，Gα= Cβ，Cα= Gβ，因为：(Aα+ Gα)/（Tα+ Cα）= (Tβ+ Cβ)/（Aβ+ Gβ）= 0.7，所以互补链中（Aβ+ Gβ）/（Tβ+ Cβ）= 1/0.7 =1.43；在整个DNA分子中，因为A = T，G = C，所以，A + G = T + C，（A + G）/（T + C）= 1；②假设同（1），则Aα+ Tα= Tβ+ Aβ，Gα+ Cα= Cβ+ Gβ，所以，（Aα+ Tα）/（Gα+ Cα）=（Aβ+ Tβ）/（Gβ+ Cβ）= 0.7 ；在整个DNA分子中，（Aα+ Tα+ Aβ+ Tβ）/（Gα+Cα+ Gβ+Cβ）= 2（Aα+ Tα）/2（Gα+Cα）= 0.75．T7噬菌体DNA(双链B-DNA)的相对分子质量为2.5×107，计算DNA链的长度(设核苷酸对的平均相对分子质量为640)。
生物化学第三章核酸
第三节 RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
• DNA和RNA的区别
不同点 戊糖 碱基 二级结构 碱基互补配对 种类 RNA 核糖 G C A U 单链 忠实性较低 多 （mRNA，rRNA， tRNA 等） DNA 脱氧核糖 G C A T 双链 忠实性高 少
碱基互补配对: 腺嘌呤/胸腺嘧啶(A-T)
4.双螺旋表面存在大沟和小沟
小沟
大沟
（二） DNA二级结构的多样性
• 三种DNA构型的比较
螺距 旋向 (nm) 每圈碱 基数 螺旋直径 （nm） 骨架 走行
存在条件
A型 右手 B型 右手
2.3 3.54
11 10.5
2.5 2.4
平滑 平滑
体外脱水 生理条件
（二）碱基
碱基(base)是含氮的杂环化合物。
腺嘌呤
嘌呤 碱基 嘧啶 鸟嘌呤 存在于DNA和RNA中
胞嘧啶
尿嘧啶 胸腺嘧啶 仅存在于RNA中 仅存在于DNA中
NH2
嘌呤(purine，Pu)
N 7 8 9 NH
N
N
NH
5 4
6 3 N
1N 2
腺嘌呤(adenine, A)
O N
N
NH
NH
鸟嘌呤(guanine, G)
(二) 原核生物DNA的环状超螺旋结构
原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形 式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。
DNA超螺旋结构的电镜图象
(三) DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成
基本单位是核小体
DNA染色质呈现出的串珠样结构。 染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。
生物化学第三章核酸1
RNA
ribose
A and G C and U
核苷(Nucleosides )
9
1
嘌呤第9位上的N或嘧 啶第1位上的N与糖的 半缩醛羟基脱水形成 N苷
腺苷
2-脱氧胸苷
5
假尿苷（ψ）
核苷
核糖核苷（核苷）：A、G、C、U 脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dA、dG、dC、dT
核苷酸（nucleotide, Nt）的形成
(2000) at Cold Spring Harbor Laboratory
A-DNA：
与B-DNA相同处：
反向的两条多核苷酸链，右手螺旋。
与B-DNA不同点 :
（1）螺体宽而短，直径2.55nm；11个核苷酸一圈，螺距2.86nm。
（2）碱基的倾角大一些
A-DNA：RNA分子中的双螺旋区；DNA-RNA杂交分子。 A-DNA和B-DNA之间可以相互转换，推测在转录时，DNA分 子发生B→A的转变。
(2´-AMP)
(3´-AMP)
(5´-AMP)
自然界中游离的核苷酸多为5’-磷酸酯ATP腺苷磷酸 (ATP)环状核苷酸
Regulation of protein kinase A. The binding of four molecules of cAMP activates protein kinase A by dissociating the inhibited holoenzyme (R2C2) into a regulatory subunit (R2) and two catalytically active subunits (C).
Citations per year of Watson and Crick's first 1953 Nature
第三章 核酸——生物化学(ssy)
螺旋直径为2nm，相邻碱基
平面距离0.34nm，螺旋一圈
螺距3.4nm，一圈10对碱基。
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
側，与对侧碱基形成氢键配 对 （ 互 补 配 对 形 式 ： A=T; GC） 。
碱基互补配对 A T G C
氢键维持双链横向稳定性
碱基堆积力维持双链纵向
稳定性。 离子键屏蔽磷酸基团之间 的静电斥力
5′端
C
A
G
3′端
书写方法
A
G
T
G
C
T
线条式
5 P
P
P
P
P
P
OH 3
字母式
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
5 A C T G C T 3
2、 DNA二级结构-双螺旋结构
碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
第 三 章 核 酸 化 学
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俗
语
生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理 功能上常常相似的现象，就是遗传现象。
牛的后代仍然是牛 早在公元前3世纪，《吕氏春 秋》中就记载着“夫种麦而得麦， 种稷而得稷，人不怪也”
金丝猴的后代 仍然是金丝猴
思考： 到底是什么物质在亲子代的遗传 中起作用呢？
2004年12月26日，圣诞节欢乐的气氛尚未结束， 此时，位处南亚的印尼发生了史上第四大强震， 芮氏规模9.0，引发波及东南亚8个国家的海啸。
b. 多磷酸核苷酸：
指含两个以上磷酸基的核苷酸,如ADP 、ATP 、 GDP、 GTP 、 UDP和UTP等.
ATP在细胞能量代谢上起着极其重要的作用。
中国药科大学生物化学课件-核酸—01-概述-PPT幻灯片
生物学和医学的重要基础之一。
几点说明
目录
n A、细胞核中DNA含量是恒定的，不随外 上一页 界环境、营养条件、代谢状况的改变而
改变，称为DNA恒定论。 n B、不同种类的生物细胞的DNA含量相差 下一页 很大。每个细胞中DNA含量与生物的复杂
性有关（有近似平衡关系）。 退出 n C、高等动物生殖细胞DNA含量为体细胞
2、核酸的分布
目录
真核生物
原核生物
上一页
细胞核（95%） 核质区（拟核）
DNA 线粒体、叶绿体
下一页
（5%）
细胞质（75%） 细胞质 退出 RNA 线粒体、叶绿体（
15%）
细胞核（10%）
（二）、核酸的生物学功能 1、DNA是主要的遗传物质
目录
上一页 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。
总而言之：
目录 § 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。
上一页 § 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 下一页 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。
退出 § 因此，核酸的研究是现代生物化学、分子
目录
主要内容 ： 介绍核酸的分类和化
学组成，重点讨论DNA和RNA的结构特
上一页
征，初步认识核酸的结构特征与其功
下一页
能的相关性；介绍核酸的主要理化性
退出 质和核酸研究的一般方法。
一、概述
目录
（一）、核酸的发现与发展
1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher
几点说明
目录
n A、细胞核中DNA含量是恒定的，不随外 上一页 界环境、营养条件、代谢状况的改变而
改变，称为DNA恒定论。 n B、不同种类的生物细胞的DNA含量相差 下一页 很大。每个细胞中DNA含量与生物的复杂
性有关（有近似平衡关系）。 退出 n C、高等动物生殖细胞DNA含量为体细胞
2、核酸的分布
目录
真核生物
原核生物
上一页
细胞核（95%） 核质区（拟核）
DNA 线粒体、叶绿体
下一页
（5%）
细胞质（75%） 细胞质 退出 RNA 线粒体、叶绿体（
15%）
细胞核（10%）
（二）、核酸的生物学功能 1、DNA是主要的遗传物质
目录
上一页 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。
总而言之：
目录 § 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。
上一页 § 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 下一页 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。
退出 § 因此，核酸的研究是现代生物化学、分子
目录
主要内容 ： 介绍核酸的分类和化
学组成，重点讨论DNA和RNA的结构特
上一页
征，初步认识核酸的结构特征与其功
下一页
能的相关性；介绍核酸的主要理化性
退出 质和核酸研究的一般方法。
一、概述
目录
（一）、核酸的发现与发展
1868年，瑞士青年科学家 F.Miescher
生物化学第三章核酸化学
核糖核酸酶类
牛胰核糖核酸酶：存在于牛胰中，简称为 RNaseⅠ，只作用于RNA，十分耐热，是具 有极高专一性的内切酶。 核糖核酸酶T1：从米曲霉中获得的，耐热， 耐酸，专一性更强。 核糖核酸酶T2：来源同T1，核酸酶：也叫做DNaseⅠ， 需要镁离子参与，切断双链DNA或者单链 DNA为寡聚核苷酸，平均长度为4个核苷酸。 ② 牛脾脱氧核糖核酸酶：也叫做DNaseⅡ， 需要钠离子激活，镁离子抑制活性。 ③ 限制性内切酶：主要降解外源性DNA，目 前发现有数千种，是基因工程最重要的工 具酶。
RNA功能的多样性
① ② ③ ④ ⑤ 控制蛋白质的生物合成； 作用于RNA转录后的加工与修饰； 基因表达与细胞功能调节； 生物催化与其他的细胞功能 遗传信息的加工与进化
第三节
核酸的分子结构
一． 核酸中核苷酸的连 接方式 二． DNA的分子结构 三． RNA的分子结构
核酸中核苷酸的连接方式
1. 核苷酸可以被酸、碱 和酶水解，水解后产 生寡核苷酸、核苷酸、 核苷和碱基。 2. 实验证明，核苷酸是 通过磷酸二酯键彼此 相连，并且形成的是 3’-5’磷酸二酯键（后 面核酸降解中详细说 明）。
tRNA的一级结构特点
① 一般由73-78个核苷酸组成； ② 碱基中有较多的稀有碱基； ③ 3’末端均有CCA-OH结构，用以携带氨基 酸，5’多为pG或者pC。
tRNA的二级结构特点
① 氨基酸臂，由3’和5’末端的7对互补碱基构 成，携带氨基酸，富含G，形成双螺旋； ② 二氢尿嘧啶环，8-12个核苷酸组成，由34对碱基构成双螺旋； ③ 反密码子环，7个核苷酸组成，其中3个组 成反密码子环； ④ 额外环，是tRNA分类的重要标志 ⑤ TψC环，是tRNA中起连接作用的。
生物化学 03核酸
C6 C5
C1’
6 1
C1’
C1’
C1’
一、核酸的组分 5.细胞内的游离核苷酸及其衍生物
——NTP类的高能磷酸化合物
一、核酸的组分 5.细胞内的游离核苷酸及其衍生物
——环状核苷酸
一、核酸的组分 5.细胞内的游离核苷酸及其衍生物
——环状核苷酸
细胞内 : 腺苷酸环化酶
ATP （AC）
cAMP + PPi
构成核酸的核苷酸之间的连接方式：
3’，5’磷酸二酯键
一、核酸的组分 6.核苷酸的性质与功能
性质： 1）互变异构现象
2）紫外吸收：核苷酸的 碱基具有共轭双键结构， 故在260nm左右有强吸收 峰。其紫外吸收光谱受碱 基种类和解离状态的影响， 利用碱基一定的pH下紫外 吸收的差别，可以鉴定各 种核苷酸。
一、核酸的组分 6.核苷酸的性质与功能
3）核苷酸的两性解离和等电点 胞嘧啶核苷酸的解离
pICMP =
pKa1+pKa2 2
=
0.8+4.5 2
= 2.65
一、核酸的组分 6.核苷酸的性质与功能
性质： 从4种核苷酸的解离曲线。 可以看出，当pH处于第一磷 酸基和碱基环解离曲线的交 点时，二者的解离度刚好相 等。在这个pH下，第二磷酸 基尚未解离，所以这一pH为 该苷酸的等电点。当pH小于 等电点时，整个核苷酸带净 正电荷。相反，如果pH大于 该核苷酸的等电点，则整个 核苷酸就带净负电荷。
+0
-1
洗脱顺序是:UMP→GMP→CMP→ AMP。
一、核酸的组分 6.核苷酸的性质与功能
功能：AMP可生成ADP和 ATP。其他单核苷酸也可生成相应的二磷酸 或三磷酸。ATP在化学能的转化和利用中起着关键的作用。UTP参与糖 的互相转化与合成，CTP参与磷脂的合成，GTP参与蛋白质的合成。 ATP、GTP、CTP和UTP是RNA合成的直接原料，dATP、 dGTP、dCTP 和dTTP是 DNA合成的直接原料。
生物化学ppt核酸
克隆技术
克隆技术是指通过无性繁殖的方 式复制生物体的技术，包括动物
克隆和植物克隆等。
克隆技术在畜牧业、农业和医学 等领域有着广泛的应用，如克隆 动物、转基因植物和组织工程等。
克隆技术的关键在于细胞核移植 和胚胎发育，目前已经成功实现 了哺乳动物的克隆，但技术难度 和伦理问题仍需进一步探讨。
基因治疗与基因诊断
04
核酸的功能
DNA的功能
遗传信息的储存
DNA是遗传信息的载体，通过碱基配对原则，将遗传信息从亲代 传递给子代。
基因表达的调控
DNA中的基因通过转录和翻译过程，控制蛋白质的合成，进而调 控生物体的各种功能。
细胞分裂与增殖的指导
DNA中的遗传信息指导细胞分裂、增殖和分化，维持生物体的正 常生长和发育。
RNA在蛋白质合成过程中起到模板和 催化作用，通过与核糖体的结合指导 氨基酸的合成。
DNA和RNA的比较
DNA和RNA都是核酸， 是生物体的遗传物质， 但它们的结构和功能有
所不同。
01
RNA主要存在于细胞质 中，负责传递遗传信息 并参与蛋白质的合成。
03
DNA中的碱基是A、T、 G、C，而RNA中的碱 基是A、U、G、C。
自然选择与进化
自然选择是指自然界对生物的 选择作用，适者生存，不适者
被淘汰。
自然选择是生物进化的主要动 力，通过自然选择的作用，使 适应环境的生物得以生存和繁
衍，并逐渐形成新的物种。
自然选择具有定向性，即有利 于生存和繁衍的变异会被保留 下来，不利于生存和繁衍的变 异则被淘汰。
自然选择的结果是生物多样性 的形成和生物的不断进化。
03
核酸的研究具有广泛的应用价值
通过对核酸的研究，可以深入了解生物体的生长、发育和代谢等过程，
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CH3
H
CH3
假尿苷（）
二氢尿嘧啶（DHU）
Am
m26G
12
碱基、核苷、核苷酸的关系
Pyrimidines Purihes
C
Cytosine
T
Thymine
U
Uracil
A
Adenine
G
Guanine
Phosphate
Nitrogenous base
Pentose sugar
HOCH2 OH
HOCH2
Uracil
Thymine
(A)
(G)
(C)
(U)
(T)
8
核糖和脱氧核糖
9
（二）、核苷（核糖+碱基）
戊糖 C-1 上的羟基与嘧啶碱上的 N-1 或嘌呤碱的 N-9 连接而成的糖苷键
（三）、核苷酸（核苷+磷酸）
5‘-磷酸酯，类型有：AMP、GMP、CMP UMP、dAMP、dGMP、dCMP、dTMP
3
1944年Avery重做1928 年Griffith的细菌转化实 验，证明DNA是遗传物质。
1952年 Hershey & Chase的噬菌 体感染实验 进一步证明 DNA是遗传物 质。
4
核酸功能、分类和分布
脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）:遗传信息的
贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真核细胞中，DNA主 要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均有各自的DNA。原核 细胞没有明显的细胞核结构，DNA存在于称为类核的结构区。 每个原核细胞只有一个染色体，每个染色体含一个双链环状
19
• （2）嘌呤碱和 嘧啶碱基位于螺 旋的内侧，磷酸 和脱氧核糖基位 于螺旋外侧。碱 基环平面与螺旋 轴垂直，糖基环 平面与碱基环平 面成90°角。
20
• （3）螺旋横截面的直径约为2 nm，每条 链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩 （即螺旋旋转一圈）高度为3.4 nm。
碱基堆积力、氢键等
4、DNA双螺旋的种类
24
DNA的双螺旋结构稳定因素
10
P
P
P
P
腺嘌呤核苷酸 （AMP）
鸟嘌呤核苷酸 （GMP）
尿嘧啶核苷酸 （UMP）
胞嘧啶核苷酸 （CMP）
P
P
P
P
脱氧腺嘌呤核苷酸 （dAMP）
脱氧鸟嘌呤核苷酸 （dGMP）
脱氧胸腺嘧啶核苷酸 （dTMP）
脱氧胞嘧啶核苷酸 （dCMP）
11
常见（脱氧）核苷酸的结构和命名
几种稀有核苷酸
H3C H 5
遗传物质
•1953 Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型 •1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则 •70年代 建立DNA重组技术 •80年代以后 分子生物学、分子遗传学等学科突飞
猛进发展，实施人类基因组计划（HGP）
2
核酸研究简史
1869年 Miescher博士 论文工作中测 定淋巴细胞蛋 白质组成时, 发现了不溶于 稀酸和盐溶液 的沉淀物, 并 在所有细胞的 核里都找到了 此物质, 故命 名核质 (Nuclein)。 1879年Kossel经过10年的努力, 搞清楚核 质中有四种不同的组成部分: A,T, C和G。 1889年Altman建议将核质改名为“核 酸”, 并且已经认识到“核质” 乃“核酸” 与蛋白质的复合体。
21
（4）双螺旋的力是链间的碱 基对所形成的氢键。 • 碱基的相互结合具有严格的 配对规律，A-T，G-C结合， 这种配对关系，称为碱基互 补。A T间形成两个氢键，G C 间 三个氢键。 • 在 DNA 分子中，嘌呤碱基的 总数与嘧啶碱基的总数相等。
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（5）、大沟和小沟
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* 总结
3、维持双螺旋结构稳定的因素
第三章
核酸化学
主要内容 ：介绍核酸的分类和化学组成
，重点讨论 DNA 和 RNA 的结构特征，初步认识核 酸的结构特征与其功能的相关性；介绍核酸的
主要理化性质和核酸研究的一般方法。
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核酸的发现和研究历史
•1869 Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一 种 含磷酸的有机物，当时称为核素（ nuclein）, 后称 为核酸（nucleic acid） •1944 Avery 等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是
双螺旋结构模型
1、双螺旋结构模型的主要证据 X—光衍射数据、碱基成对的原则
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1、DNA双螺旋结构模型的要点
• （ 1 ） DNA 分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链 ( 简称 DNA 单链 ) 组成。两条链沿着同一根轴平 行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条 链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′， 而另一条链的方向为3′→5′。
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第一节
一、核酸组成
蛋白质 核蛋白 核酸
核酸的组成成份
磷酸 核苷酸 （n个） 核苷 戊糖：核糖/脱
氧核糖
碱基：嘌呤/嘧啶
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（一）、化学组成 嘧啶碱
1、碱基
嘌呤碱
核糖 2、戊糖 脱氧核糖
胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 尿嘧啶U 腺嘌呤A 鸟嘌呤G
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基本碱基结构和命名
嘌呤
嘧啶
Adenine
Guanine
Cytosine
OH
HO
Ribose (in RNA)
Doxyribose (in DNA)
H
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第二节
脱氧核糖核酸的结构
一、DNA的一级结构 1、定义---各核苷酸残基沿多核苷酸链排
列的顺序。
2、特征： 3’-5’磷酸二酯键
3、核酸的表示方法：线条式、文字式、字母式
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DNA 的一级结构
DNA 分子中各脱氧核苷酸 之间的连接方式（ 3 ´ -5 ´磷酸二 酯键）和排列顺序叫做 DNA 的
DNA。
核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）：主要参与遗传信息的
传递和表达过程，细胞内的RNA主要存在于细胞质中，少量存
在于细胞核中，病毒中RNA本身就是遗传信息的储存者。另外
在植物中还发现了一类比病毒还小得多的侵染性致病因子称为 类病毒， 它是不含蛋白质的游离的 RNA 分子，还发现有些 RNA具生物催化作用（ribozyme）。
一级结构，简称为碱基序列。一
级结构的走向的规定为5´→3´。 不同的 DNA 分子具有不同的核 苷Βιβλιοθήκη 排列顺序，因此携带有不同 的遗传信息。
5 ´ 3´
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DNA一级结构的表示法
A
1´ 3´ 5´
C
T
G
OH 3´
p
p
p
p
5 ´ 3´
线条式
5´
ACTGCATAGCTCGA 3´ 字母式
结构式
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第三节 DNA的空间结构 （一）、DNA的二级结构 Watson和Crick于1952年提出的