第三章核酸的讲义结构与功能
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22
2. 书写方式 *简写形式 5’-AGGCU-3’ （5’末端含磷酸， 3’ 末端含羟基）
3. 多核苷酸（polynucleotide） 寡核苷酸 (oligo nucleotide)
23
二、DNA的空间结构 1.DNA的二级结构 1） DNA双螺旋结构研究背景 （double helix structure）
19
一、核酸的一级结构 1. 概念： 2. 核酸的一级结构是指其多核苷酸中的碱 基的排列顺序
**DNA的一级结构是指DNA中脱氧核糖 核苷酸的排列顺序。
**RNA的一级结构是指RNA中核糖核苷 酸的排列顺序。
1. 20
5’端
3‘,5’磷酸二酯键
3’端
(a)
21
P
图3-10 DNA的分子书写方式 (a) 分子结构式 (b) 线条式 （c）字母式
1 9
1’ 1’
12
表3-1 各种常见的核苷
碱基 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶
核糖核苷 腺嘌呤核苷（adenosine） 鸟嘌呤核苷（guanosine） 胞嘧啶核苷（cytidine）
尿嘧啶核苷（uridine）
脱氧核糖核苷 腺嘌呤脱氧核苷（deoxyadenosine） 鸟嘌呤脱氧核苷（deoxyguanosine） 胞嘧啶脱氧核苷（deoxycytidine）
重要作用,参与代谢调节 4)参与某些生物活性物质的组成
(NAD+ 、NADP+)
18
第二节 核酸的分子结构
* 核酸的构件分子是核苷酸
组成RNA的核苷酸是核糖核苷酸 主要有四种AMP、CMP、GMP、UMP
组成DNA的核苷酸是 脱氧核糖核苷酸 主要有四种dAMP、dCMP、dGMP 、dTMP
* 核酸中核苷酸以3’, 5’磷酸二酯键相连
图3-4
9
4. 碱基的亚氨基中氢能与具有较大电负性N 和羰基氧 =O形成氢键
10
二、 戊糖 * 核酸中有两种戊糖
DNA为D-2-脱氧核糖(D-2- deoxyribose) RNA为D-核糖(D-ribose)
11
三、核苷 1.核苷是戊糖与碱基之间以糖苷键（glycosidic bond）相连接而成，称为N-糖苷键
2
第一节 核苷酸
碱基 (bases)
（嘌呤、嘧啶 ） N糖苷键
核苷
戊糖 (pentose )
(nucleoside) 磷酸酯键
（脱氧核糖 核糖）
核苷酸
磷酸
(nucleotide)
(phosphate)
3
4
一、 碱基
1. 碱基 是含氮杂环化合物，嘧啶和嘌呤两类
嘌呤(purine)
腺嘌呤(A, adenine) 鸟嘌呤(G, guanine)
25
3’ 5’
5’ 3’
26
2） DNA双螺旋（B型）结构特点 ⑴由两条DNA互补链反向平行。 右手螺旋，直径为2nm。 ⑵ DNA双螺旋亲水骨架是脱氧核糖和磷酸, 在螺旋分子的外侧，而疏水碱基对在 螺旋分子内部。
27
⑶ 碱基对之间的 距离为0.34nm，并有一个 36的夹角，每一螺旋内含10个 碱基对， 螺距为3.4nm.
⑷ 螺旋表面有大沟 (major groove)和小沟 (minor groove).是DNA与蛋白质结合的部位
28
⑸ DNA双螺旋通过中的碱基氢键配对生成。 A与T 配对，形成二个氢键。 G与C 配对，形成三个氢键。
29
3）维持DNA二级结构稳定性的因素 ⑴ 碱基对间的氢键
⑵ 碱基的堆积力（stacking force） ① 相邻碱基对相距0.34nm存在
胸腺嘧啶脱氧核苷（deoxythymidine）
13
2. RNA中含有稀有碱基，还存在异构化的核苷
1 11
5
图3-7 稀有碱基与假尿苷
假尿苷（ψ）
14
四、核苷酸
5‘
15
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 16
4. 环核苷酸：环腺苷酸(cyclic AMP,cAMP) 和环鸟苷酸(cyclic GMP cGMP )
17
5. 单核苷酸的生理作用 1)核酸的构件分子 2)参与物质代谢(UTP、CTP)、能量代谢(ATP) 3)作为第二信使(cAMP)，在信号传递过程中起
胞嘧啶 (C,cytosine) 嘧啶(pyrimidine) 胸腺嘧啶(T, thymine)
尿嘧啶 (U, uracil)
5
6
嘌呤
嘧啶
DNA A G
CT
RNA A G
CU
* 核酸分子中含有稀有碱基(rare bases)
7
2. 碱基可随PH变化 出现酮式，烯醇式互变。
8
3. 嘧啶和嘌呤碱基均具有共轭双键，对波长为 260nm左右的紫外光有较强吸收
24
⑴ Chargaff的碱基分析 ① 不同种生物DNA分子中的碱基组成不同 ② 同一生物不同组织其DNA分子的碱基组 成相同 ③ 某一特定生物其DNA碱基组成是固定的 ④ 任何生物DNA碱基组成都符合 Chargaff 定律 A=T， G=C 即 A+G=T+C
⑵ DNA纤维晶体的x-衍射研究显示DNA是双链 的螺旋形分子
32
多核苷酸
天然DNA
T2噬菌体DNA DNA－RNA杂合链 天然RNA（把转录病毒） Poly (dG-dC)•Poly（dG-dC)
盐类
Na+ Na+ Li+ Li+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Li+
相对湿度％
75 92 44 66 60 33－92 高达92 43 高达92 81
第三章核酸的结构 与功能
精品
核糖核酸
(ribonucleic acid， RNA)
核酸 (nucleic acid)
(多聚核苷酸)
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid， DNA)
**核酸的构件分子是核苷酸 (nucleotide) **DNA是遗传信息的载体
**RNA转录遗传信息，参与蛋白质生物合成 目前研究发现RNA功能广泛，其核心作用 是基因表达的调控。
Van der waals力。 ② 碱基对的疏水性使之在水溶液中相互
间聚集而形成疏水键。
30
③ DNA链上存在大量的磷酸基团,带负电荷， 能使两条互补链分开，在生理条件下，双 螺旋表面存在着可中和磷酸基团的碱性蛋 白质和带正电荷的Na+ ,降低静电斥力。
31
4）DNA双螺旋的种类： ⑴ DNA构象与核苷酸顺序、碱基组成有 关，并取决于环境条件（盐类、相对 湿度） ⑵生理条件下，右手DNA双螺旋大多以 B型形式存在,还有A型、C型、D型、 E型
2. 书写方式 *简写形式 5’-AGGCU-3’ （5’末端含磷酸， 3’ 末端含羟基）
3. 多核苷酸（polynucleotide） 寡核苷酸 (oligo nucleotide)
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二、DNA的空间结构 1.DNA的二级结构 1） DNA双螺旋结构研究背景 （double helix structure）
19
一、核酸的一级结构 1. 概念： 2. 核酸的一级结构是指其多核苷酸中的碱 基的排列顺序
**DNA的一级结构是指DNA中脱氧核糖 核苷酸的排列顺序。
**RNA的一级结构是指RNA中核糖核苷 酸的排列顺序。
1. 20
5’端
3‘,5’磷酸二酯键
3’端
(a)
21
P
图3-10 DNA的分子书写方式 (a) 分子结构式 (b) 线条式 （c）字母式
1 9
1’ 1’
12
表3-1 各种常见的核苷
碱基 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶
核糖核苷 腺嘌呤核苷（adenosine） 鸟嘌呤核苷（guanosine） 胞嘧啶核苷（cytidine）
尿嘧啶核苷（uridine）
脱氧核糖核苷 腺嘌呤脱氧核苷（deoxyadenosine） 鸟嘌呤脱氧核苷（deoxyguanosine） 胞嘧啶脱氧核苷（deoxycytidine）
重要作用,参与代谢调节 4)参与某些生物活性物质的组成
(NAD+ 、NADP+)
18
第二节 核酸的分子结构
* 核酸的构件分子是核苷酸
组成RNA的核苷酸是核糖核苷酸 主要有四种AMP、CMP、GMP、UMP
组成DNA的核苷酸是 脱氧核糖核苷酸 主要有四种dAMP、dCMP、dGMP 、dTMP
* 核酸中核苷酸以3’, 5’磷酸二酯键相连
图3-4
9
4. 碱基的亚氨基中氢能与具有较大电负性N 和羰基氧 =O形成氢键
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二、 戊糖 * 核酸中有两种戊糖
DNA为D-2-脱氧核糖(D-2- deoxyribose) RNA为D-核糖(D-ribose)
11
三、核苷 1.核苷是戊糖与碱基之间以糖苷键（glycosidic bond）相连接而成，称为N-糖苷键
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第一节 核苷酸
碱基 (bases)
（嘌呤、嘧啶 ） N糖苷键
核苷
戊糖 (pentose )
(nucleoside) 磷酸酯键
（脱氧核糖 核糖）
核苷酸
磷酸
(nucleotide)
(phosphate)
3
4
一、 碱基
1. 碱基 是含氮杂环化合物，嘧啶和嘌呤两类
嘌呤(purine)
腺嘌呤(A, adenine) 鸟嘌呤(G, guanine)
25
3’ 5’
5’ 3’
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2） DNA双螺旋（B型）结构特点 ⑴由两条DNA互补链反向平行。 右手螺旋，直径为2nm。 ⑵ DNA双螺旋亲水骨架是脱氧核糖和磷酸, 在螺旋分子的外侧，而疏水碱基对在 螺旋分子内部。
27
⑶ 碱基对之间的 距离为0.34nm，并有一个 36的夹角，每一螺旋内含10个 碱基对， 螺距为3.4nm.
⑷ 螺旋表面有大沟 (major groove)和小沟 (minor groove).是DNA与蛋白质结合的部位
28
⑸ DNA双螺旋通过中的碱基氢键配对生成。 A与T 配对，形成二个氢键。 G与C 配对，形成三个氢键。
29
3）维持DNA二级结构稳定性的因素 ⑴ 碱基对间的氢键
⑵ 碱基的堆积力（stacking force） ① 相邻碱基对相距0.34nm存在
胸腺嘧啶脱氧核苷（deoxythymidine）
13
2. RNA中含有稀有碱基，还存在异构化的核苷
1 11
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图3-7 稀有碱基与假尿苷
假尿苷（ψ）
14
四、核苷酸
5‘
15
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 16
4. 环核苷酸：环腺苷酸(cyclic AMP,cAMP) 和环鸟苷酸(cyclic GMP cGMP )
17
5. 单核苷酸的生理作用 1)核酸的构件分子 2)参与物质代谢(UTP、CTP)、能量代谢(ATP) 3)作为第二信使(cAMP)，在信号传递过程中起
胞嘧啶 (C,cytosine) 嘧啶(pyrimidine) 胸腺嘧啶(T, thymine)
尿嘧啶 (U, uracil)
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嘌呤
嘧啶
DNA A G
CT
RNA A G
CU
* 核酸分子中含有稀有碱基(rare bases)
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2. 碱基可随PH变化 出现酮式，烯醇式互变。
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3. 嘧啶和嘌呤碱基均具有共轭双键，对波长为 260nm左右的紫外光有较强吸收
24
⑴ Chargaff的碱基分析 ① 不同种生物DNA分子中的碱基组成不同 ② 同一生物不同组织其DNA分子的碱基组 成相同 ③ 某一特定生物其DNA碱基组成是固定的 ④ 任何生物DNA碱基组成都符合 Chargaff 定律 A=T， G=C 即 A+G=T+C
⑵ DNA纤维晶体的x-衍射研究显示DNA是双链 的螺旋形分子
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多核苷酸
天然DNA
T2噬菌体DNA DNA－RNA杂合链 天然RNA（把转录病毒） Poly (dG-dC)•Poly（dG-dC)
盐类
Na+ Na+ Li+ Li+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Li+
相对湿度％
75 92 44 66 60 33－92 高达92 43 高达92 81
第三章核酸的结构 与功能
精品
核糖核酸
(ribonucleic acid， RNA)
核酸 (nucleic acid)
(多聚核苷酸)
脱氧核糖核酸
(deoxyribonucleic acid， DNA)
**核酸的构件分子是核苷酸 (nucleotide) **DNA是遗传信息的载体
**RNA转录遗传信息，参与蛋白质生物合成 目前研究发现RNA功能广泛，其核心作用 是基因表达的调控。
Van der waals力。 ② 碱基对的疏水性使之在水溶液中相互
间聚集而形成疏水键。
30
③ DNA链上存在大量的磷酸基团,带负电荷， 能使两条互补链分开，在生理条件下，双 螺旋表面存在着可中和磷酸基团的碱性蛋 白质和带正电荷的Na+ ,降低静电斥力。
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4）DNA双螺旋的种类： ⑴ DNA构象与核苷酸顺序、碱基组成有 关，并取决于环境条件（盐类、相对 湿度） ⑵生理条件下，右手DNA双螺旋大多以 B型形式存在,还有A型、C型、D型、 E型