核酸 结构

二、 DNA的结构
一级结构：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。
二级结构：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成 的 双螺旋结构。
三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
（一）、 DNA的一级结构
蛇毒磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得5’-核苷酸 牛脾磷酸二酯酶水解DNA（RNA）得3’-核苷酸
三、核酸的功能 （一）DNA是主要的遗传物质
1944 ， O. Avery 肺炎双球菌转化实验
1952 ， A.D Hershey 和M. Chase 噬菌体感染实验
（二）RNA功能的多样性
1、参与蛋白质的合成 2、RNA的转录后加工与修饰 3、参与基因表达的调控 4、生物催化作用
第二节 核酸的结构
rDNA\tDNA\Histone gene cluster ★低拷贝重复：基因家族 ★单拷贝序列（single copy sequence)
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（2） 富含AT的序列
很多有重要调节功能的DNA区段都富含AT碱基对。 特别是在复制起点和转录启动的Pribnow区，富 含AT对。
（二）、 DNA的二级结构
（一）、 碱基 P479 结构式
1.嘧啶碱：尿嘧啶 胞嘧啶 胸腺嘧啶
2. 嘌呤碱： 腺嘌呤 嘌呤衍生物 ：
鸟嘌呤
3. 核酸中的修饰碱基： 100余种，多数是甲基 化的产物
P479 表13-2 核酸中的稀有碱基
（二）、 核苷与脱氧核苷
1、基本核苷
P480 结构式 腺嘌呤核苷 胞嘧啶脱氧核苷
★嘧啶碱： C1 —N1，嘌呤碱： C1 —N9。 ★核酸中的核苷与脱氧核苷均为β-型 ★碱基平面与核糖平面互相垂直
★ DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析。 Franklin
1、 Watson-Crick双螺旋结构模型(B-DNA)
2、核酸中的稀有核苷 ★稀有碱基 ★稀有糖苷键：假尿嘧啶核苷（ψ）P481 ★甲基化核糖
（三）、 核苷酸 核苷中戊糖C2 、C3、C5羟基被磷酸酯化 P481结构式：5’-AMP 3’-dCMP
1、 构成DNA、RNA的核苷酸 P481表13-4
DNA：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP RNA： AMP、 GMP、 CMP、 UMP
1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和 DNA Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNA 的双螺旋结构模型。
★Chargaff 规律 1950年
a. 所有生物的DNA中，A=T，G=C 且A+G=C+T。
P485表13-5。
b. DNA的碱基组成具有种的特异性。 c. DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。 d. 年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组 成。
2、 细胞内的游离核苷酸及其衍生物
①核苷5’-多磷酸化合物 ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG 在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。 ②环核苷酸 3’,5’-cAMP， 3’,5’-cGMP 信号分子，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。 ③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物 ppGpp pppGpp ppApp ④核苷酸衍生物 HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。 GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
★镜象重复（mirror repeat) 某些情况下可以三股螺旋DNA
★高度重复序列 （high repetive sequence, satelite DNA，SSR) 2-10bp/copy 105-106 copies/genome 多为串联重复排列（tandem repeats) 分布于着丝点、端粒区、结构基因两侧 ★中度重复序列（middle repetitive sequence) 0.1-1Kb/copy 10-104 copies/genome 多为间隔重复
细胞器DNA：双链环形，一般裸露
（二）核糖核酸（ribonucleic acid , RNA)
1、转移RNA（transfer RNA , tRNA) : 保守性最强 2、核糖体RNA（ribosomal RNA , rRNA) 3、信使RNA（mesenger RNA , mRNA) 4、特殊功能的RNA Small nuclear RNA , snRNA Small nucleoar RNA , snoRNA Small cytoplasmic RNA , scRNA Antisense RNA Ribozyme RNase P
一、核酸的化学组成
核 酸（nucleic acid)
核苷酸(nucleotide) 磷酸 (phosphoric acid) 核苷(nucleoside)
戊糖 (pentose)
碱基 (base)
P479 表13-1 两类核酸的基本化学组成
RNA： D-核糖， A、G、C、U碱基 DNA： D-2-脱氧核糖， A、G、C、T碱基
P482 图13-1磷酸二酯酶对核酸的水解作用
★DNA是dAMP、dGMP、dCMP、dTMP通过3’、5’磷酸二酯键连接起来的线形或环形多聚体。
P483 图 13-2DNA中多核苷酸的一个片段及缩写符号
写法：5’→3’： 5’-pApCpTpG-3’，或 5’…ACTG…3’
★ DNA一级结构的不均一性
（1）重复序列
★正向重复(? repeat) ★反向重复（回文序列） (inverted repeat , palindrome sequence) 较长的回文结构，可形成茎环结构(发夹结构)或十字形结构 较短的回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核酸内切酶
的识别位点。 转录的终止作用与回文结构有关。
第六章
核酸
二十世纪是 物理学 的世纪
二十一世纪是 生命科学 的世纪
生命是 ？
生命 = 核酸 + 蛋白质
二十一世纪是核酸、蛋白质的世纪
第一节 核酸概论
一、核酸的发现和研究简史
二、核酸的种类和分布
（一）脱氧核糖核酸 （deoxyribonucleic acid , DNA)
原核：裸露的DNA分子集中于核区 真核：细胞核DNA：与组蛋白、非组蛋白形成染色体