2021届高中生物竞赛理论辅导课件-基础生物化学01核酸化学

A-DNA
Minor Groove
Major Groove
DNA的三级结构
定义：DNA的三级结构 是指在二级结构的基础 上DNA双螺旋的进一步
卷曲。
Relaxed state
Supercoiling of DNA
超螺旋
DNA Supercoiling
Supercoiling means the coiling of coiling
Supercoiling induced by separating the strands of a helical structure(during replication or transcription)
连环数（L）----在DNA双螺旋中， 一条链沿右手螺旋绕另一条链缠绕 的次数。 缠绕数（T）----在DNA分子中 Watson—Crick螺旋数。 超螺旋周数或扭曲数（W）
L=T+W
核酸与蛋白质的复合物
核小体－染色体的基本单位 病毒颗粒
染色质的电镜照片
The 30 nm fiber, a higher-order organization of nucleosomes
染色体结构
chromosome
HIV
SARS :Coronavirus
(a) a bacterial virus, bacteriophage T4; (b) an animal virus, adenovirus (inset at greater
GMP GDP GTP d------CMP CDP CTP d------TMP TDP TTP d------UMP UDP UTP N(任意碱基)－－NMP,NDP,NTP
dNMP, dNDP, dNTP I —次黄嘌呤 X —黄嘌呤
三、核酸的分子结构
DNA 分子结构 RNA 分子结构
DNA的分子结构
从以上可以看出,tRNA的三叶草形二 级结构特征可概括为四环四臂，含 有大量的稀有碱基。
tRNA的三级结构
rRNA的二级结构
Ribosomal RNA
Secondary Structure Of large ribosomal RNA
Tertiary Structure Of large ribosome subunit
DNA的空间结构:
DNA的二级结构(双螺旋) DNA的三级结构
DNA的二级结构 (双螺旋结构)
双螺旋结构要点:
(1)两条反向平行的多核苷酸链围
绕同一中心轴向右盘绕形成右手 双螺旋(反向是指两条多核苷酸 链的走向相反，一条链的磷酸二 酯链连接相邻戊糖基是5—3’方 向，另一条链则为3’—5’方向)。
糖 非脱氧
碱基
Py
Pu
碱基—嘌呤
碱基—嘧啶
核糖
核苷
核苷酸
三磷酸核苷酸
cAMP cGMP
稀有核苷酸
甲基化: 如甲基鸟嘌呤
环化: 如cAMP
假尿苷: 如ψ
其它: 如二氢尿嘧啶
次黄嘌呤等
核苷酸的作用
组成核酸 组成小分子活性物质 能量物质 组成辅酶(基)
核苷酸的符号
AMP ADP ATP dAMP dADP dATP
①氨基酸臂 由7对碱基组成，富 含鸟嘌呤，3’末端为CCA，接受 活化的氨基酸, 5’末端为pG或pC。 ②二氢尿嘧啶环 由8～12个核苷
酸组成，具有两个二氢故得名。 通过由3—4对碱基组成的双螺旋 区(也称二氢尿嘧啶臂)与tRNA分 子的其他部分相连。
③反密码环 由7个核苷酸组 成。环中部为反密码子，由3 个核苷酸组成，次黄嘌呤核苷 酸(也称肌苷酸，缩写成 I )常 出现于反密码子中。反密码环 通过由5对的双螺旋区(反密码 臂)与tRNA的其余部分相连。
④额外环 由3—18个核 苷酸组成。不同的tRNA 具有不同大小的额外环， 所以是tRNA分类的重要 指标。
⑤T ψ C环 由7个核苷酸组成，其中 含有胸腺嘧啶核糖核苷酸(T)和假尿 嘧啶核苷酸(ψ)，通过由5对碱基组成 的双螺旋区(T ψ C臂)与tRNA的其余 部分相连。几乎所有tRNA在此环中 都含有T ψ C。
Ban et al., Science 289 (905-920), 2000
(2)由磷和脱氧核糖交替排 列形成的主链在双螺旋的 外侧，而嘌呤碱和嘧啶碱 位于双螺旋的内侧。碱基 平面与双螺旋中轴垂直， 糖环平面与中轴平行。
(3)双螺旋的平均直径为2 nm，螺距为3.4nm，沿中
心轴每旋转上升一周包含 10个碱基对，相邻碱基距 离为0.34nm，之间旋转的 角度为36°。
(4)沿中心轴方向观察，双 螺旋结构上有两条螺形 凹
2021届
高中生物竞赛理论辅导
基础生物化学
第一章 核酸化学
一、核酸的分布与分类 二、核酸的化学组成 三、核酸的分子结构 四、核酸的化学性质
一、核酸的分布和分类
DNA
主要在 核中
核
质
酸
mRNA
质
RNA tRNA
质
rRNA
二、核酸的化学组成
磷
核 酸
核酸
苷
碱
嘌呤(AG)
酸 核 基 嘧啶(TCU)
苷 核 脱氧
DNA的碱基组成 DNA的空间结构
DNA的碱基组成
Chargaff规律:
1. A=T G=C 2. 有种的特异性 3. 环境条件不改变碱基组成
请注意:
键型: 3’, 5’ -磷酸二酯键 方向: 3’ -末端和5’-末端 简写:
简写时的方向:
TGCAGGTTAAAGG 它的互补链: ACGTCCAATTTCC(误) CCTTTAACCTGCA(正) 3’-ACGTCCAATTTCC-5’(正)
槽，一条较宽深，称为大沟； 一条较浅小，称为小沟。
双螺旋结构的稳定因素:
碱基对间的氢键 碱基堆积(主要的) 环境中正离子
DNＡ双螺旋结构的多态性
双螺旋的具体数据（螺距、直径等） 随含水量的不同有一定的差异。可分
为： Ａ Ｂ Ｚ 型 在特殊时间还有三股链的存在
DNA双螺旋结构的类型
B-DNA A-DNA Z-DNA
magnification); (c) a plant virus, tobacco
mosaic virus.
RNA的结构
mRNA tRNA rRNA
mRNA
非编码区
UTR
帽子结构
编码区
ORF
非编码区
UTR
polyA
m7G5’pppN
mRNA的分离:
AAAA TTTT TTTT TTTT
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tRNA的二级结构