核酸的生物化学

4 3N
O 5 HN
NH2
O
N
HN
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C H3
2
6
N
O
NO
N
O
N
1
H
H
H
尿嘧啶 胞嘧啶
胸腺嘧啶
Uracil，U Cytosine，C Thymine，T
2. 嘌呤碱(purine)：
NH2
O
6
1N
5 N7 N
N
HN
N
8
2
N 3
4
N H
9
N
N H
2HN
N
N H
腺嘌呤(adenine, A)
鸟嘌呤(guanine, G)
A
G 3′端
核酸的一级结构
DNA分子： 由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP组成。 DNA的一级结构就是指DNA分子中脱氧核糖
核苷酸的排列顺序及连接方式(3,5-磷酸二 酯键)。
RNA分子： 由AMP，GMP，CMP，UMP组成。
核酸一级结构的表示方法
DNA的一级结构： 5-AGTCCATG-3 3-TCAGGTAC-5
核酸的水解作用
（3）核酸酶的水解作用
核酸酶---水解核酸磷酸二酯键的酶
种类
根据底物不同分三类：
脱氧核糖核酸酶（DNase） 核糖核酸酶（RNase） 核酸酶（Nuclease）
根据核酸酶对底物作用特点分
核酸内切酶、核酸外切酶
1.2 DNA的空间结构与功能
1.2 Dimensional Structure and Function of DNA
基本单位所组成的多核苷酸长链。
1.1 核酸的化学组成及一级结构
1.1 The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid
核酸的水解产物：
核酸
核苷酸
磷酸 核苷
戊糖
核糖 脱氧核糖
含氮碱
嘌呤碱 嘧啶碱
一、核苷酸中的碱基组成
1. 嘧啶碱(pyrimidine)：
• 在大多数情况下，核苷是由核糖或脱氧 核糖的C1′-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9 进行缩合，故生成的化学键称为，N糖 苷键。
N9 β1
腺苷(AR)
β1 ,N9-糖苷键
OH
N1 β1
脱氧胞苷(dCR)
β1 ,N1-糖苷键
2．核苷(nucleoside)：
碱基和核糖的缩合物，以N-糖苷键相连； 成苷位置：
参加合成代谢；
UTP--糖类合成、GTP--蛋白质合成、CTP--脂类合成
2、环状核苷酸（cAMP、cGMP）
第二信使，影响多种酶的活性
四、核苷酸的性质
一般物理性质 ； 互变异构现象； 紫外吸收，260nm ； 核苷酸的两性解离和等电点 ；
五、核酸的一级结构
• 一分子核苷酸的3-位羟基与另一分子核 苷酸的5-位磷酸基通过脱水可形成 3,5-磷酸二酯键，从而将两分子核苷酸 连接起来。
核苷。
环核苷酸的分子结构
环一磷酸腺苷
环一磷酸鸟苷
核苷酸的命名及缩写符号
脱氧 d
碱基 A G T C U
磷酸基数目 M D T
磷酸 P
细胞内游离核苷酸及其衍生物
1、含高能磷酸键的ATP类化合物；
ATP是能量的直接供体； （脱氧）核苷三磷酸是合成RNA和DNA的原料；
ATP、GTP、CTP、TTP、UTP； ADP、GDP、CDP、TDP、UDP；
核糖C-1与嘧啶N-1； 核糖C-1与嘌呤N-9。
核苷：
腺苷A，鸟苷G，胞苷C，尿苷U；
脱氧核苷：
脱氧腺苷dA,脱氧鸟苷dG,脱氧胞苷dC,脱氧胸苷dT；
• “稀有核苷”是由“稀有碱基”所生成的核
苷。
假尿苷（ψ） 1 ,C5-糖苷键
C5
1
三、核苷酸的结构与命名
核苷酸(nucleotide)是由核苷与磷酸经脱水 缩合后生成的磷酸酯类化合物，包括:
细胞质 细胞
细胞核
染色体
核酸DNA 若干基因 组蛋白
非组蛋白
核酸的分类：
核糖核酸(ribonucleic acid, RNA) RNA主要参与遗传信息的表达;
脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)
RDNNAA和是DN遗A传都信是息以单的核载苷体酸;(nucleotide)为
RNA的一级结构： 5-AGUCCAUG-3
AGTCCATG AGUCCAUG
核酸的水解作用
水解方式：酶法、碱法和酸法 （1）碱水解
RNA2-核苷酸 + 3-核苷酸 DNA DNA变性但不被水解
（2）酸水解
DNA 无嘌呤的DNA分子 （pH4） DNA（RNA）碱基+戊糖+磷酸（强酸高温）
一、DNA的二级结构——双螺旋结构模型
• DNA双螺旋结构
是DNA二级结构的
一种重要形式，它
是Watson和Crick两
位科学家于1953年
提出来的一种结构
模型（获1962年度 James Watson (L) and Francis Crick (R), and the
核酸的生物化学
第一节 核酸的结构与功能
Section 1 Structure and Function of Nucleic Acid
What’s nucleic acid?
核酸的发现：1869年瑞士米歇尔
核酸的定义：
生物体内一类含有磷酸基团的重要生物大分子（酸性物 质），是遗传变异的物质基础，是遗传信息的载体， 在蛋白质的生物合成中起重要的作用。
二、戊糖与核苷 1．戊糖(pentose)：
HO
CH
5´
2
O
OH
4´ 3´ 2´ 1´
HO CH2
OH
O
OH OH
-D-核糖(ribose) （构成RNA）
OH
-D-脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
2．核苷(nucleoside)：
• 核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而 生成的化合物。
核糖核苷酸: 5-AMP,5-GMP,5-CMP,5-UMP 脱氧核糖核苷酸: 5-dAMP,5-dGMP,5-dCMP,5-dTMP
与磷酸基缩合的位置：2-核苷酸、3-核苷 酸和5-核苷酸。
最常见的核苷酸是5-核苷酸（5常被省略）
5 -核苷酸的分子结构
5-核苷酸又可按其在5位缩合的磷酸基的多少， 分为一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸
3',5'-磷酸二酯键的形成
5′端
多核苷酸链 C
• 核酸就是由许多核苷酸
单位通过3,5-磷酸二
酯键连接起来形成的不
A
含侧链的长链状化合物。
• 核酸是的方向性：
多核苷酸链的两端，
G
一 端 称 为 5- 端 ， 另 一 3′端
端称为3-端。
5′端
多核苷酸链简写方法
C
• 书写方向规定为： 5-端→3-端。