第一章核酸的结构与功能
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
引物 5´ GG 3´
D
N
dATP
dATP
dATP
dATP
A
酶 反
dCTP+ddATP
dGTP
dCTP+ddCTP
dGTP
dCTP+ddGTP
dGTP
dCTP+ddTTP
dGTP
酶
应 dTTP
dTTP
dTTP
dTTP
法 GGCCA 序 GGCCATCGTTGA
列
GGC
GGCC GGCCATC
GGCCATCG GGCCATCGTTG
Pentose sugar
HOCH2
OH
HOCH2
OH
HO
H
Ribose (in RNA) Doxyribose (in DNA)
基本碱基结构和命名
嘌呤
嘧啶
Adenine
(A)
Guanine
(G)
Cytosine
(C)
Uracil Thymine
(U) (T)
核苷酸的结构和命名
OH 腺嘌呤核苷酸（ AMP）
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
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
5 ´
苷酸排列顺序，因此携带有不同
3´
的遗传信息。
• 一级结构的表示法
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）。
5´-磷酸核苷酸的基本结构
ADP
Adenosine diphosphate
ATP
Adenosine triphosphate
腺苷酸及其多磷酸化合物
5´-NMP 5´-NDP 5´-NTP N=A、G、C、U
5´-dNMP 5´-dNDP 5´-dNTP N=A、G、C、T
第三节 DNA的分子结构
一、 DNA 一级结构 二、 DNA的二级结构 三、 DNA的三级结构
结构式，线条式，字母式
• 一级结构测定
DNA、RNA的一级结构
OH
5´
3´ OH
5´ 3´
OH
RNA一级结构
DNA一级结构
DNA一级结构的表示法
5 ´
3´
结构式
AC T G
1´
3´
5´ p
p
p
p
OH 3´
线条式
5´ ACTGCATAGCTCGA 3´ 字母式
模板 3´ CCGGTAGCAACT 5´
DNA回文结构 、 三股螺旋
DNA的双螺旋结构的形成
5´
3´
5
பைடு நூலகம்
3´
´
磷酸 核糖 碱基
T-A碱基对
C-G碱基对
3´
5´
5´
3
´
DNA的双螺旋模型特点
• 两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设 的中心轴右旋相互盘绕而形成。 •磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成 位于外侧，作为可变成分的碱基位于内侧， 链间碱基按A—T，G—C配对（碱基配对原 则，Chargaff定律） • 螺 旋 直 径 2 nm， 相 邻 碱 基 平 面 垂 直 距 离 0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对（base pair, bp）重复一次，间隔为3.4nm
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 DNA。
•核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）：主要参与遗传信息的
O
（N = A、G、C、U、T）
O-
P
O
5´
CH2
N
O
O-
4´ H
H 1´
O H 3´
2´ H
OH (O)H
碱基、核苷、核苷酸的概念和关系
Pyrimidines
Purihes
CT
U
A
G
Cytosine Thymine Uracil
Adenine
Guanine
Phosphate
Nitrogenous base
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 脱氧鸟嘌呤核苷酸 脱氧胸腺嘧啶核苷酸
（dAMP）
（dGMP）
（dTMP）
脱氧胞嘧啶核苷酸 （dCMP）
常见（脱氧）核苷酸的结构和命名
几种稀有核苷酸
H H 5
H3C CH3
假尿苷（） 二氢尿嘧啶（DHU）
GGCCAT GGCCATCGT GGCCATCGTT
分
析
AC G T
3´
5´
A
T
的
G
C
T
A
原
电 泳
读出模板
T G
读出模板
A C
互补序列 C 序列 G
理
方 向
T
A
A
T
C
G
C
G
5´
3´
DNA的二级结构
（1） DNA的双螺旋结构(Watson-Crick模型) DNA双螺旋结构特征及意义
（2） DNA双螺旋的多态性 （3）某些其它DNA螺旋结构
CH3
Am
m26G
O O CH2
A (G)
HH
HO
H
OP
O
OH
OH
cAMP(cGMP)的结构
Cyclic adenylie (Guanine)acid
核糖和脱氧核糖
细胞内游离核苷酸及其衍生物
• 多磷酸核苷酸 • 环核苷酸 • 辅酶类核苷酸。
AMP Adenosine
monophosphate
第一章核酸的结构与功能
核酸的结构与功能
第一节 核酸的研究历史和重要性 第二节 核酸的分类和基本结构单位—核苷酸 第三节 DNA的分子结构 第四节 RNA的分子结构 第五节 核酸的某些理化性质及核酸研究常用技术 第六节 人类基因组计划简介
核酸分类和分布
•脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）:遗传信息的
DNA的双螺旋结构稳定因素
• 氢键 •碱基堆集力 •磷酸基上负电荷被胞内 组蛋白或正离子中和 •碱基处于疏水环境中
DNA的双螺旋结构的意义
该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性 特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这 是是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦 是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的 提出是本世纪生命科学的重大突破之一，它奠 定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学 飞速发展的基石。
Adenosine monophosphate
鸟嘌呤核苷酸（GMP） 胞嘧啶核苷酸（CMP） 尿嘧啶核苷酸（UMP）
H
脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP） Deoxyadenosine monophosphate
脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP） 脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP） 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）
P
P
D
N
dATP
dATP
dATP
dATP
A
酶 反
dCTP+ddATP
dGTP
dCTP+ddCTP
dGTP
dCTP+ddGTP
dGTP
dCTP+ddTTP
dGTP
酶
应 dTTP
dTTP
dTTP
dTTP
法 GGCCA 序 GGCCATCGTTGA
列
GGC
GGCC GGCCATC
GGCCATCG GGCCATCGTTG
Pentose sugar
HOCH2
OH
HOCH2
OH
HO
H
Ribose (in RNA) Doxyribose (in DNA)
基本碱基结构和命名
嘌呤
嘧啶
Adenine
(A)
Guanine
(G)
Cytosine
(C)
Uracil Thymine
(U) (T)
核苷酸的结构和命名
OH 腺嘌呤核苷酸（ AMP）
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
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
5 ´
苷酸排列顺序，因此携带有不同
3´
的遗传信息。
• 一级结构的表示法
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）。
5´-磷酸核苷酸的基本结构
ADP
Adenosine diphosphate
ATP
Adenosine triphosphate
腺苷酸及其多磷酸化合物
5´-NMP 5´-NDP 5´-NTP N=A、G、C、U
5´-dNMP 5´-dNDP 5´-dNTP N=A、G、C、T
第三节 DNA的分子结构
一、 DNA 一级结构 二、 DNA的二级结构 三、 DNA的三级结构
结构式，线条式，字母式
• 一级结构测定
DNA、RNA的一级结构
OH
5´
3´ OH
5´ 3´
OH
RNA一级结构
DNA一级结构
DNA一级结构的表示法
5 ´
3´
结构式
AC T G
1´
3´
5´ p
p
p
p
OH 3´
线条式
5´ ACTGCATAGCTCGA 3´ 字母式
模板 3´ CCGGTAGCAACT 5´
DNA回文结构 、 三股螺旋
DNA的双螺旋结构的形成
5´
3´
5
பைடு நூலகம்
3´
´
磷酸 核糖 碱基
T-A碱基对
C-G碱基对
3´
5´
5´
3
´
DNA的双螺旋模型特点
• 两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设 的中心轴右旋相互盘绕而形成。 •磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成 位于外侧，作为可变成分的碱基位于内侧， 链间碱基按A—T，G—C配对（碱基配对原 则，Chargaff定律） • 螺 旋 直 径 2 nm， 相 邻 碱 基 平 面 垂 直 距 离 0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对（base pair, bp）重复一次，间隔为3.4nm
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 DNA。
•核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）：主要参与遗传信息的
O
（N = A、G、C、U、T）
O-
P
O
5´
CH2
N
O
O-
4´ H
H 1´
O H 3´
2´ H
OH (O)H
碱基、核苷、核苷酸的概念和关系
Pyrimidines
Purihes
CT
U
A
G
Cytosine Thymine Uracil
Adenine
Guanine
Phosphate
Nitrogenous base
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 脱氧鸟嘌呤核苷酸 脱氧胸腺嘧啶核苷酸
（dAMP）
（dGMP）
（dTMP）
脱氧胞嘧啶核苷酸 （dCMP）
常见（脱氧）核苷酸的结构和命名
几种稀有核苷酸
H H 5
H3C CH3
假尿苷（） 二氢尿嘧啶（DHU）
GGCCAT GGCCATCGT GGCCATCGTT
分
析
AC G T
3´
5´
A
T
的
G
C
T
A
原
电 泳
读出模板
T G
读出模板
A C
互补序列 C 序列 G
理
方 向
T
A
A
T
C
G
C
G
5´
3´
DNA的二级结构
（1） DNA的双螺旋结构(Watson-Crick模型) DNA双螺旋结构特征及意义
（2） DNA双螺旋的多态性 （3）某些其它DNA螺旋结构
CH3
Am
m26G
O O CH2
A (G)
HH
HO
H
OP
O
OH
OH
cAMP(cGMP)的结构
Cyclic adenylie (Guanine)acid
核糖和脱氧核糖
细胞内游离核苷酸及其衍生物
• 多磷酸核苷酸 • 环核苷酸 • 辅酶类核苷酸。
AMP Adenosine
monophosphate
第一章核酸的结构与功能
核酸的结构与功能
第一节 核酸的研究历史和重要性 第二节 核酸的分类和基本结构单位—核苷酸 第三节 DNA的分子结构 第四节 RNA的分子结构 第五节 核酸的某些理化性质及核酸研究常用技术 第六节 人类基因组计划简介
核酸分类和分布
•脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）:遗传信息的
DNA的双螺旋结构稳定因素
• 氢键 •碱基堆集力 •磷酸基上负电荷被胞内 组蛋白或正离子中和 •碱基处于疏水环境中
DNA的双螺旋结构的意义
该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性 特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这 是是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦 是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的 提出是本世纪生命科学的重大突破之一，它奠 定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学 飞速发展的基石。
Adenosine monophosphate
鸟嘌呤核苷酸（GMP） 胞嘧啶核苷酸（CMP） 尿嘧啶核苷酸（UMP）
H
脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP） Deoxyadenosine monophosphate
脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP） 脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP） 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）
P
P