生物化學(xué)：第二章核酸

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1、 緒論緒論緒論緒論 第一章第一章第一章第一章 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 第二章第二章第二章第二章 核酸核酸核酸核酸 第三章第三章第三章第三章 酶酶酶酶 第四章第四章第四章第四章 生物氧化生物氧化生物氧化生物氧化 第五章第五章第五章第五章 糖代謝糖代謝糖代謝糖代謝 第六章第六章第六章第六章 脂類代謝脂類代謝脂類代謝脂類代謝 第七章第七章第七章第七章 蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝謝謝謝 第八章第八章第八章第八章 核酸的酶促降解及氨基酸代謝核酸的酶促降解及氨基酸代謝核酸的酶促降解及氨基酸代謝核酸的酶促降解及氨基酸代謝 第九

2、章第九章第九章第九章 核酸的生物合成核酸的生物合成核酸的生物合成核酸的生物合成 第十章第十章第十章第十章 蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成 第十一章第十一章第十一章第十一章 物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)生物化學(xué)生物化學(xué)1868年，瑞士青年科學(xué)家年，瑞士青年科學(xué)家Miescher從外科繃帶從外科繃帶上膿細胞的核中分離出了一種上膿細胞的核中分離出了一種富含磷富含磷的的酸性酸性有有機物質(zhì)，稱為機物質(zhì)，稱為“核素核素”，即，即“脫氧核糖核蛋白脫氧核糖核蛋白”；1889年，年，Altman等人從酵母和動物的等人從酵母和動物的細胞核細胞核

3、中中制得不含蛋白質(zhì)的核酸，并首次使用制得不含蛋白質(zhì)的核酸，并首次使用“核酸核酸”一詞。一詞。1928192819281928年，英國年，英國年，英國年，英國 GriffthsGriffths S S S S型肺炎球菌：有糖莢膜，型肺炎球菌：有糖莢膜，型肺炎球菌：有糖莢膜，型肺炎球菌：有糖莢膜，菌落表面光滑菌落表面光滑菌落表面光滑菌落表面光滑R R R R型肺炎球菌：沒有糖莢型肺炎球菌：沒有糖莢型肺炎球菌：沒有糖莢型肺炎球菌：沒有糖莢膜，菌落表面粗糙膜，菌落表面粗糙膜，菌落表面粗糙膜，菌落表面粗糙n 著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 l l結(jié)果說明：加熱殺死的結(jié)果說明：加熱殺死的結(jié)果說明：加熱殺死的結(jié)果

4、說明：加熱殺死的S S S S型肺炎球菌中一定有某種特殊的生型肺炎球菌中一定有某種特殊的生型肺炎球菌中一定有某種特殊的生型肺炎球菌中一定有某種特殊的生物分子或轉(zhuǎn)化因子，可以使無害的物分子或轉(zhuǎn)化因子，可以使無害的物分子或轉(zhuǎn)化因子，可以使無害的物分子或轉(zhuǎn)化因子，可以使無害的R R R R型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害型肺炎球菌轉(zhuǎn)化為有害的的的的S S S S型肺炎球菌。型肺炎球菌。型肺炎球菌。型肺炎球菌。l l這種生物分子或轉(zhuǎn)化因子是什么呢？這種生物分子或轉(zhuǎn)化因子是什么呢？這種生物分子或轉(zhuǎn)化因子是什么呢？這種生物分子或轉(zhuǎn)化因子是什么呢？n 著名的肺炎雙球菌實驗 紐約洛

5、克非勒研究所紐約洛克非勒研究所 Avery Avery 19441944年年從從加加熱熱殺殺死死的的S S型型肺肺炎炎球球菌菌中中將將蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)、核核酸酸、多多糖糖、脂類分離出來，分別加入到無害的脂類分離出來，分別加入到無害的R R型肺炎球菌中，型肺炎球菌中，結(jié)結(jié)果果發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，唯唯獨獨只只有有核核酸酸可可以以使使無無害害的的R R型型肺肺炎炎球球菌菌轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為有害的化為有害的S S型肺炎球菌。型肺炎球菌。結(jié)論：核酸是生命的遺傳物質(zhì)結(jié)論：核酸是生命的遺傳物質(zhì)19521952年年，HersheyHershey 和和 ChaseChase 病病毒（噬菌體）毒（噬菌體）分分別別用用放放射射性性同同位位

6、素素3535S S標(biāo)標(biāo)記記噬噬菌菌體體的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)外外殼殼，3232P P標(biāo)標(biāo)記記噬噬菌菌體的體的DNADNA，感染細菌。，感染細菌。新新復(fù)復(fù)制制的的病病毒毒，檢檢測測到到了了3232P P標(biāo)標(biāo)記記的的DNADNA，沒沒有有檢檢測測到到3535S S標(biāo)標(biāo)記記的的蛋蛋白質(zhì)。白質(zhì)。證明了證明了DNADNA是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。n 更有說服力的噬菌體實驗 目前，核酸的研究已成為生物學(xué)研究中最活躍的目前，核酸的研究已成為生物學(xué)研究中最活躍的一個領(lǐng)域，是最重要的生物大分子之一。一個領(lǐng)域，是最重要的生物大分子之一。第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成第二節(jié)第二節(jié) 核酸的

7、分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成1、DNA(脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸,deoxyribonucleic acid)2、RNA(核糖核酸核糖核酸,ribonucleic acid)DNA是主要的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者，負責(zé)是主要的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者，負責(zé)是主要的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者，負責(zé)是主要的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者，負責(zé)遺傳信息的貯存和發(fā)布，并通過復(fù)制將遺傳信息傳遞遺傳信息的貯存和發(fā)布，并通過復(fù)制將遺傳信息傳遞遺傳信息的貯存和發(fā)布，并通過復(fù)制將遺傳信息傳遞遺傳信息的貯

8、存和發(fā)布，并通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代，決定細胞和個體的基因型給子代，決定細胞和個體的基因型給子代，決定細胞和個體的基因型給子代，決定細胞和個體的基因型(genotype)(genotype)。一、核酸的種類與功能一、核酸的種類與功能 2.RNA(核糖核酸核糖核酸,ribonucleic acid)一、核酸的種類與功能一、核酸的種類與功能 2.RNA(核糖核酸核糖核酸,ribonucleic acid)一、核酸的種類與功能一、核酸的種類與功能核酶的功能很多核酶的功能很多,有的能夠切割有的能夠切割RNA,RNA,有的能夠切割有的能夠切割DNA,DNA,有些還具有有些還具有RNARNA連接酶、連

9、接酶、磷酸磷酸酶等活性。與蛋白質(zhì)酶相比，酶等活性。與蛋白質(zhì)酶相比，核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶。核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶。真核生物真核生物真核生物真核生物原核生物原核生物原核生物原核生物 DNADNA雙鏈雙鏈雙鏈雙鏈線狀分子：細胞核（線狀分子：細胞核（線狀分子：細胞核（線狀分子：細胞核（98%98%98%98%）環(huán)狀：線粒體、葉綠體（環(huán)狀：線粒體、葉綠體（環(huán)狀：線粒體、葉綠體（環(huán)狀：線粒體、葉綠體（2%2%2%2%）低等真核生物酵母含低等真核生物酵母含低等真核生物酵母含低等真核生物酵母含質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA環(huán)狀，類核，環(huán)狀，類核，環(huán)狀，類核，環(huán)狀，類核，

10、質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA病毒病毒病毒病毒DNADNA RNARNA單鏈，單鏈，單鏈，單鏈，局部局部局部局部雙鏈雙鏈雙鏈雙鏈線狀分子：細胞質(zhì)（線狀分子：細胞質(zhì)（線狀分子：細胞質(zhì)（線狀分子：細胞質(zhì)（90%90%90%90%）線粒體、葉綠體、細胞核線粒體、葉綠體、細胞核線粒體、葉綠體、細胞核線粒體、葉綠體、細胞核(10%)(10%)(10%)(10%)細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞質(zhì)病毒病毒病毒病毒RNARNA二、核酸的分布二、核酸的分布第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成豬細小病毒（單）豬細小病毒（單）豬細小病毒（單）豬細小病毒（單）SV40SV40（雙）（雙）（雙）（雙

11、）TMVTMV（單）（單）（單）（單）葡萄卷葉病病毒（雙）葡萄卷葉病病毒（雙）葡萄卷葉病病毒（雙）葡萄卷葉病病毒（雙）三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成1 1、基本元素組成、基本元素組成、基本元素組成、基本元素組成：C、H、O、N、PP的含量較為穩(wěn)定，占的含量較為穩(wěn)定，占9-10%（DNA 9.9%、RNA 9.5%），），因此，實驗室中可用因此，實驗室中可用定磷法定磷法定磷法定磷法進行核酸的定量分析。進行核酸的定量分析。第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成2 2 2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成

12、分子組成核苷酸由核苷酸由磷酸、戊糖、含氮堿基磷酸、戊糖、含氮堿基三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。核酸（核酸（核酸（核酸（DNADNA和和和和RNARNA）是一種多聚核苷酸，它的基本結(jié)是一種多聚核苷酸，它的基本結(jié)是一種多聚核苷酸，它的基本結(jié)是一種多聚核苷酸，它的基本結(jié)構(gòu)單元是構(gòu)單元是構(gòu)單元是構(gòu)單元是核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸(nucleotide)。第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成2.1 戊糖（核糖和脫氧核糖）戊糖（核糖和脫氧核糖）n n組成核酸的戊糖有兩種。組成核酸的戊糖有兩種。組成核酸的戊糖有兩種。組成核酸的戊糖有兩種。DNADNA所含的戊糖為所含的戊糖為所含的戊糖為

13、所含的戊糖為-D-D-22-脫氧核糖；脫氧核糖；脫氧核糖；脫氧核糖；RNARNA所含的戊糖則為所含的戊糖則為所含的戊糖則為所含的戊糖則為-D-D-核糖。核糖。核糖。核糖。三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成 1122334455 55443322112.2:2.2:堿堿堿堿 基（嘌呤堿和嘧啶堿）基（嘌呤堿和嘧啶堿）基（嘌呤堿和嘧啶堿）基（嘌呤堿和嘧啶堿）嘧啶堿嘧啶堿(Py)嘌呤堿嘌呤堿(Pu)三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布

14、和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成2.2:2.2:堿堿堿堿 基（嘌呤堿）基（嘌呤堿）基（嘌呤堿）基（嘌呤堿）三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成 2.2:2.2:堿堿堿堿 基（嘧啶堿）基（嘧啶堿）基（嘧啶堿）基（嘧啶堿）三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成DNADNA的堿基組成的堿基組成：A G C TA G C TRNARNA的堿基組成：的堿基組成：A G C UA G C U2 2 2

15、2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成三、核酸的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成 稀有堿基稀有堿基核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的大部分是上述堿基的大部分是上述堿基的大部分是上述堿基的甲基化甲基化甲基化甲基化產(chǎn)物，還有產(chǎn)物，還有產(chǎn)物，還有產(chǎn)物，還有氫化氫化氫化氫化和和和和硫

16、化硫化硫化硫化等，又稱等，又稱等，又稱等，又稱修飾堿基修飾堿基修飾堿基修飾堿基。NNNNONNNH2OCH3m m5 5C CDHUDHU2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤5-5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶OONN2.3:2.3:核苷（核苷（核苷（核苷（nucleosidenucleoside）2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成12345deoxyadenosinedeoxyadenosine(dAdA)2.3:2.3:核苷（核苷（核苷（

17、核苷（nucleosidenucleoside）2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成核苷是核苷是核苷是核苷是由核糖或脫氧核糖與堿基通過由核糖或脫氧核糖與堿基通過由核糖或脫氧核糖與堿基通過由核糖或脫氧核糖與堿基通過C-NC-N糖苷鍵糖苷鍵糖苷鍵糖苷鍵連接而成的化連接而成的化連接而成的化連接而成的化合物，嘌呤的合物，嘌呤的合物，嘌呤的合物，嘌呤的N9N9或嘧啶的或嘧啶的或嘧啶的或嘧啶的N1N1與戊糖與戊糖與戊糖與戊糖C-1C-1相連接。相連接。相連接。相連接。12345(dCdC)核核苷苷的的種種類類次黃嘌呤核苷，肌苷2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成

18、分子組成分子組成分子組成I假尿苷假尿苷 胸腺嘧啶核糖核苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷（主要存在于稀有核苷（主要存在于tRNA）C5C5C1C5形成形成CC鍵鍵2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成2.4:核苷酸的形成核苷酸的形成5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸-脫氧核糖核苷和脫氧核糖核苷和脫氧核糖核苷和脫氧核糖核苷和5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸-核糖核苷。核糖核苷。核糖核苷。核糖核苷。2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成12345basePOOHOHHO磷酸酯鍵磷酸酯鍵POOHOOHbase核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的結(jié)構(gòu)與命

19、名的結(jié)構(gòu)與命名核核苷苷和和磷磷酸酸以以磷磷酸酸酯酯鍵鍵連連接接2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的結(jié)構(gòu)與命名的結(jié)構(gòu)與命名2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的結(jié)構(gòu)與命名的結(jié)構(gòu)與命名2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的結(jié)構(gòu)與命名的結(jié)構(gòu)與命名2 2、核酸的、核酸的、核酸的、核酸的分子組成分子組成分子組成分子組成（一）（一）（一）（一）多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸多磷酸

20、核苷酸多磷酸核苷酸3、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物三、三、核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成3、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物三、三、核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成ATP分子的最顯著特點是含有兩個高能磷酸鍵分子的最顯著特點是含有兩個高能磷酸鍵,可可以用于推動生物體內(nèi)各種需能的生化反應(yīng)。以用于推動生物體內(nèi)各種需能的生化反應(yīng)。3、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物三、三、核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成（二）輔酶類核苷酸（二）輔酶類核苷酸（二）輔酶類核苷酸（二）輔酶類核苷酸CoACoA NAD NAD+NADP NADP+FMN FAD F

21、MN FAD3、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物、細胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物三、三、核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成輔酶輔酶A（CoA）巰基乙胺巰基乙胺泛酸泛酸（三）（三）（三）（三）cAMPcAMP和和和和cGMPcGMP作為信號分子作為信號分子作為信號分子作為信號分子三、三、核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成cAMP(3,5-cAMP(3,5-環(huán)腺苷酸環(huán)腺苷酸環(huán)腺苷酸環(huán)腺苷酸)和和和和cGMP(3,5-cGMP(3,5-環(huán)鳥苷酸環(huán)鳥苷酸環(huán)鳥苷酸環(huán)鳥苷酸)的主要的主要的主要的主要功能是作為細胞的功能是作為細胞的功能是作為細胞的功能是作為細胞的第二信使第二信使第二信使第二信使。（四）糖基載體（四）糖基載體葡萄

22、糖只有與葡萄糖只有與UDP、GDP等核苷酸結(jié)合為等核苷酸結(jié)合為UDPG（尿苷二磷酸（尿苷二磷酸葡萄糖）、葡萄糖）、GDPG（鳥苷二磷酸葡萄糖）后才能進一步合成蔗（鳥苷二磷酸葡萄糖）后才能進一步合成蔗糖及多糖。糖及多糖。第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成第二節(jié)第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)DNADNA和和和和RNARNA的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)特征與功能的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)特征與功能的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)特征與功能的結(jié)構(gòu)特征，其結(jié)構(gòu)特征與功能有何關(guān)系；有何關(guān)系；有何關(guān)系；有何關(guān)系；第二節(jié)第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)一、一

23、、DNA的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)二、二、DNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)三、三、DNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)DNA的分子結(jié)構(gòu)DNA的分子結(jié)構(gòu)-一級結(jié)構(gòu)連接方式連接方式：3-5磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵。H HOO H HOO H H走向：走向：53DNA的分子結(jié)構(gòu)-一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)是指核酸分子中核苷酸的排列是指核酸分子中核苷酸的排列順序。順序。表示方法：表示方法：表示方法：表示方法：結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式字母式字母式DNA的分子結(jié)構(gòu)-一級結(jié)構(gòu) WilkinsWilkins、Franklin,XFranklin,X光衍射數(shù)據(jù)表明光衍射數(shù)據(jù)表明光衍射數(shù)據(jù)表明光衍射數(shù)據(jù)表明DNADNA可能有共同的分子模型；可能有共同的

24、分子模型；可能有共同的分子模型；可能有共同的分子模型；DNADNA含有含有含有含有2 2條條條條或者兩條以上具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈；或者兩條以上具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈；或者兩條以上具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈；或者兩條以上具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈；NorwegerNorweger、FurburgFurburg研究證實，戊糖環(huán)與研究證實，戊糖環(huán)與研究證實，戊糖環(huán)與研究證實，戊糖環(huán)與DNADNA分子縱軸平行，而堿基平面與縱軸垂直；分子縱軸平行，而堿基平面與縱軸垂直；分子縱軸平行，而堿基平面與縱軸垂直；分子縱軸平行，而堿基平面與縱軸垂直；ChargaffChargaff規(guī)則規(guī)則規(guī)則規(guī)則:DNA:DN

25、A分子中堿基組成分子中堿基組成分子中堿基組成分子中堿基組成A=TA=T，G=C,G=C,即嘌呤即嘌呤即嘌呤即嘌呤 堿總數(shù)堿總數(shù)堿總數(shù)堿總數(shù)=嘧啶堿總數(shù)；嘧啶堿總數(shù)；嘧啶堿總數(shù)；嘧啶堿總數(shù)；電位滴定證明：堿基的電位滴定證明：堿基的電位滴定證明：堿基的電位滴定證明：堿基的NHNH，COCO之間形成氫鍵。之間形成氫鍵。之間形成氫鍵。之間形成氫鍵。DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)J.Watson詹姆斯詹姆斯沃森沃森 （1928-）F.Crick，弗朗西斯弗朗西斯克里克克里克（1916-2004）1953年，年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。Rosalind Franklin

26、羅莎琳德羅莎琳德.弗蘭克林弗蘭克林 （1920-1958）M.H.F Wilkins，威爾金斯威爾金斯（1916-2004）“The instant I saw the picture my mouth fell open and my pulse began to race.”1、定義：、定義：DNA的二級結(jié)構(gòu)指的二級結(jié)構(gòu)指DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是兩條單的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是兩條單鏈鏈DNA通過通過堿基互補配對堿基互補配對的原則所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。的原則所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)2 2 2 2、DNADNADNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特

27、點（1）DNA分子由兩條反向平行的多核苷酸鏈構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條鏈圍繞同一個“中心軸”形成右手螺旋，螺旋表面有一條大溝和一條小溝。大溝較深，是蛋白質(zhì)識別大溝較深，是蛋白質(zhì)識別DNADNA堿基序列的基礎(chǔ)堿基序列的基礎(chǔ)。（2 2 2 2）嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤和和和和嘧嘧嘧嘧啶啶啶啶堿堿堿堿基基基基位位位位于于于于螺螺螺螺旋旋旋旋的的的的內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)側(cè)側(cè)，堿堿堿堿基基基基平平平平面面面面與與與與中中中中心心心心軸軸軸軸垂垂垂垂直直直直。磷磷磷磷酸酸酸酸和和和和脫脫脫脫氧氧氧氧核核核核糖糖糖糖位位位位于于于于螺螺螺螺旋旋旋旋外外外外側(cè)側(cè)側(cè)側(cè)，通通通通過過過過磷磷磷磷酸酸酸酸二二二二酯酯酯酯鍵鍵鍵鍵連連連連

28、接接接接。糖糖糖糖平平平平面面面面與與與與中心軸平行。中心軸平行。中心軸平行。中心軸平行。2 2 2 2、DNADNADNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)（3 3 3 3）雙螺旋的直徑約為）雙螺旋的直徑約為）雙螺旋的直徑約為）雙螺旋的直徑約為2 nm2 nm2 nm2 nm，每條鏈相鄰兩每條鏈相鄰兩每條鏈相鄰兩每條鏈相鄰兩個堿基平面之間的距個堿基平面之間的距個堿基平面之間的距個堿基平面之間的距離為離為離為離為0.34 nm0.34 nm0.34 nm0.34 nm，相鄰兩，相鄰兩，相鄰兩，相鄰兩個核苷酸之間的夾角個核苷酸之間的夾

29、角個核苷酸之間的夾角個核苷酸之間的夾角為為為為36363636，每，每，每，每10101010個核苷個核苷個核苷個核苷酸形成一個螺旋，其酸形成一個螺旋，其酸形成一個螺旋，其酸形成一個螺旋，其螺距為螺距為螺距為螺距為3.4 nm3.4 nm3.4 nm3.4 nm。3.4nm2 2 2 2、DNADNADNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)0.34nm2nm（4 4 4 4）堿基結(jié)合具有嚴格的配）堿基結(jié)合具有嚴格的配）堿基結(jié)合具有嚴格的配）堿基結(jié)合具有嚴格的配對規(guī)律對規(guī)律對規(guī)律對規(guī)律:A:A:A:A與與與與T T T T結(jié)合結(jié)合結(jié)合

30、結(jié)合,形成兩個形成兩個形成兩個形成兩個氫鍵，氫鍵，氫鍵，氫鍵，G G G G與與與與C C C C結(jié)合結(jié)合結(jié)合結(jié)合,形成三個形成三個形成三個形成三個氫鍵，這種配對關(guān)系，稱為氫鍵，這種配對關(guān)系，稱為氫鍵，這種配對關(guān)系，稱為氫鍵，這種配對關(guān)系，稱為堿基互補配對堿基互補配對堿基互補配對堿基互補配對（Watson-Watson-Watson-Watson-CrickCrickCrickCrick配對）。維持兩條配對）。維持兩條配對）。維持兩條配對）。維持兩條DNADNADNADNA鏈相互結(jié)合的力是鏈間堿基鏈相互結(jié)合的力是鏈間堿基鏈相互結(jié)合的力是鏈間堿基鏈相互結(jié)合的力是鏈間堿基對形成的對形成的對形成的對

31、形成的氫鍵氫鍵氫鍵氫鍵。2 2 2 2、DNADNADNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義：雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義：DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)DNADNA雙螺旋模型第一次呈現(xiàn)了遺傳信息雙螺旋模型第一次呈現(xiàn)了遺傳信息的儲存方式（的儲存方式（堿基順序堿基順序）以及）以及DNADNA復(fù)制復(fù)制的分子機理（的分子機理（堿基互補堿基互補），為分子遺傳），為分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)的研究拉開了序幕。學(xué)、分子生物學(xué)的研究拉開了序幕。3 3 3 3、DNADNADNADNA雙螺旋的穩(wěn)定因素雙螺旋的穩(wěn)定因素雙螺旋的穩(wěn)定因素

32、雙螺旋的穩(wěn)定因素DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)(1)(1)堿基堆積力堿基堆積力：是由同一條核酸鏈中相鄰堿基之間的疏水作用：是由同一條核酸鏈中相鄰堿基之間的疏水作用 和范德華力構(gòu)成的；和范德華力構(gòu)成的；-主要因素主要因素(2)(2)氫鍵氫鍵；(3)(3)帶負電荷的磷酸基團的靜電斥力帶負電荷的磷酸基團的靜電斥力：不利于雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；：不利于雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；(4)(4)堿基分子內(nèi)能堿基分子內(nèi)能：內(nèi)能增加會破壞：內(nèi)能增加會破壞DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子的結(jié)構(gòu)狀態(tài)是以上四種因素共同作用的結(jié)果。分子的結(jié)構(gòu)狀態(tài)是以上四種因素共同作用的結(jié)果。4 4 4 4、DNADNADNADNA雙螺旋

33、的多態(tài)性雙螺旋的多態(tài)性雙螺旋的多態(tài)性雙螺旋的多態(tài)性DNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)多核苷酸鏈中脫氧核糖的五元環(huán)能折疊成多種構(gòu)象，多核苷酸鏈中脫氧核糖的五元環(huán)能折疊成多種構(gòu)象，分子還可以繞分子還可以繞C-NC-N糖苷鍵以及糖苷鍵以及3,53,5磷酸二酯鍵旋磷酸二酯鍵旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使一條轉(zhuǎn)一定的角度，從而使一條DNADNA雙螺旋存在多種構(gòu)雙螺旋存在多種構(gòu)象，稱為象，稱為多態(tài)性多態(tài)性（polymorphismpolymorphism）。）。WatsonWatson和和CrickCrick所描述的所描述的DNADNA雙螺旋構(gòu)象稱為雙螺旋構(gòu)象稱為B B型型DNADNA，是以相對濕度為是以相對濕度為92%

34、92%時的時的DNADNA鈉鹽纖維為研究對象。鈉鹽纖維為研究對象。DNADNA的螺旋構(gòu)象現(xiàn)有的螺旋構(gòu)象現(xiàn)有的螺旋構(gòu)象現(xiàn)有的螺旋構(gòu)象現(xiàn)有A A、B、C C、D D、E E、H H、Z Z 7 7種。種。種。種。引起引起引起引起DNADNA雙鏈構(gòu)象改變有以下因素：雙鏈構(gòu)象改變有以下因素：雙鏈構(gòu)象改變有以下因素：雙鏈構(gòu)象改變有以下因素：1.1.核苷酸順序；核苷酸順序；核苷酸順序；核苷酸順序；2.2.堿基組成；堿基組成；堿基組成；堿基組成；3.3.鹽的種類；鹽的種類；鹽的種類；鹽的種類；4.4.相對濕度相對濕度相對濕度相對濕度 Watson-Crick雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(B型型DNA)A型型

35、DNA Z型型-DNA（左手雙螺旋）（左手雙螺旋）脫水脫水脫水脫水甲甲甲甲基基基基化化化化B-DNA與與Z-DNA的相互轉(zhuǎn)化可能與基因的表達調(diào)控有關(guān)。的相互轉(zhuǎn)化可能與基因的表達調(diào)控有關(guān)。5 5 5 5、三鏈、三鏈、三鏈、三鏈DNADNADNADNADNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)三鏈三鏈DNA是在是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的，第三條鏈可以雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的，第三條鏈可以是分子內(nèi)的，也可以是分子間的。第三條鏈位于雙螺旋的是分子內(nèi)的，也可以是分子間的。第三條鏈位于雙螺旋的大溝大溝中。中。（hinged DNA，H-DNA）A AT T配對配對配對配對GGC C配對配對配對配對C C必須質(zhì)子化

36、，提供與必須質(zhì)子化，提供與必須質(zhì)子化，提供與必須質(zhì)子化，提供與GG的的的的N7N7結(jié)合的氫鍵供體，結(jié)合的氫鍵供體，結(jié)合的氫鍵供體，結(jié)合的氫鍵供體，并且與并且與并且與并且與GG只形成兩個氫鍵。只形成兩個氫鍵。只形成兩個氫鍵。只形成兩個氫鍵。Hoogsteen配對規(guī)則：配對規(guī)則：第三股的堿基與第三股的堿基與WatsonCrick堿基對中的堿基以堿基對中的堿基以Hoogsteen方式配對，即：方式配對，即：5 5 5 5、三鏈、三鏈、三鏈、三鏈DNADNADNADNADNA的分子結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)5533553355335533GGC CC CT TA AT T11334467126234347定義定義

37、：在細胞內(nèi)，由于：在細胞內(nèi)，由于DNADNA分子自身旋轉(zhuǎn)或與其它分子（主分子自身旋轉(zhuǎn)或與其它分子（主要是蛋白質(zhì)）相互作用，使要是蛋白質(zhì)）相互作用，使DNADNA雙螺旋進一步扭曲形成的高雙螺旋進一步扭曲形成的高級結(jié)構(gòu)。級結(jié)構(gòu)。超螺旋超螺旋是是DNADNA三級結(jié)構(gòu)的一種類型，即三級結(jié)構(gòu)的一種類型，即DNADNA雙螺旋雙螺旋的螺旋。的螺旋。DNA的分子結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)大多數(shù)原核生物的大多數(shù)原核生物的DNA、質(zhì)粒、質(zhì)粒以及真核生物細胞器的以及真核生物細胞器的DNA都都為為共價閉合環(huán)狀共價閉合環(huán)狀（covalently closed circle,CCC結(jié)構(gòu)）雙螺結(jié)構(gòu)）雙螺旋分子，易形成超螺旋結(jié)構(gòu)。旋分子

38、，易形成超螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的分子結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)DNA的分子結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)負超螺旋負超螺旋(negative supercoil):):盤繞盤繞方向與雙螺旋方方向與雙螺旋方向相同，右手螺向相同，右手螺旋。旋。正超螺旋正超螺旋(positive(positive supercoilsupercoil):):盤繞方盤繞方向與右手雙螺旋方向與右手雙螺旋方同相反。同相反。在自然條件下，在自然條件下，DNA一般呈負超螺旋一般呈負超螺旋狀態(tài)，負超螺旋可以使?fàn)顟B(tài)，負超螺旋可以使DNA分子內(nèi)部分子內(nèi)部張力減小，有利于解旋，這對于張力減小，有利于解旋，這對于DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等有重要意義。的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等有重要意義

39、。拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶I：切割單鏈，降低負超螺旋；：切割單鏈，降低負超螺旋；拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶II：切割雙鏈，增加負超螺旋。：切割雙鏈，增加負超螺旋。DNA在真核生物細胞核內(nèi)的組裝在真核生物細胞核內(nèi)的組裝核小體核小體(nucleosome)：由由DNA和組蛋白構(gòu)成。和組蛋白構(gòu)成。DNA：以負超螺旋纏繞：以負超螺旋纏繞在組蛋白上，在組蛋白上，1.75圈，大圈，大約約146bp。DNA的分子結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)真核生物染色體真核生物染色體真核生物染色體真核生物染色體DNADNA組裝不組裝不組裝不組裝不同層次的結(jié)構(gòu)同層次的結(jié)構(gòu)同層次的結(jié)構(gòu)同層次的結(jié)構(gòu)DNA（2nm）核小體鏈（核小體鏈（11nm，每個核小

40、體每個核小體200bp）纖絲（纖絲（30nm，每，每圈圈6個核小體）個核小體）突環(huán)（突環(huán)（150nm，每個突環(huán)大約每個突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（玫瑰花結(jié)（300nm，6個個突環(huán)）突環(huán)）螺旋圈（螺旋圈（700nm，每，每圈圈30個玫瑰花結(jié)）個玫瑰花結(jié)）染色體染色體從從DNADNA到到最最后后凝凝縮縮成成染染色色體，體，壓壓縮縮近近萬萬倍倍tRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能rRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能mRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能RNA的分子結(jié)構(gòu)RNARNARNARNA結(jié)構(gòu)的特點結(jié)構(gòu)的特點結(jié)構(gòu)的特點結(jié)構(gòu)的特點 RNARNA是單鏈分子，是單鏈分子，RNARNA分子中，局部也能形成雙鏈結(jié)分

41、子中，局部也能形成雙鏈結(jié)構(gòu)，不能形成雙螺旋的部分，則形成突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可構(gòu)，不能形成雙螺旋的部分，則形成突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可以形象地稱為以形象地稱為“發(fā)夾型發(fā)夾型”結(jié)構(gòu)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)。RNA的分子結(jié)構(gòu) 大約由大約由大約由大約由7 7 7 74 4 4 49 9 9 95 5 5 5個核苷酸組成。個核苷酸組成。個核苷酸組成。個核苷酸組成。A-UA-UA-UA-U，G-CG-CG-CG-C堿基對構(gòu)成的雙螺堿基對構(gòu)成的雙螺堿基對構(gòu)成的雙螺堿基對構(gòu)成的雙螺旋區(qū)叫旋區(qū)叫旋區(qū)叫旋區(qū)叫臂臂臂臂，不配對的叫，不配對的叫，不配對的叫，不配對的叫環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)。一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的

42、結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)l 三葉草形三葉草形n 氨基酸接受臂、氨基酸接受臂、n 反密碼（環(huán)）臂、反密碼（環(huán)）臂、n 二氫尿嘧啶（環(huán)）臂、二氫尿嘧啶（環(huán)）臂、n T C（環(huán)）（環(huán)）臂臂。DHU環(huán)環(huán)反密碼環(huán)反密碼環(huán) TC環(huán)環(huán)額外環(huán)（可變環(huán)）額外環(huán)（可變環(huán)）氨基酸氨基酸臂臂額外環(huán)額外環(huán)一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)DHU loopTC loopextra loopanticodon loo

43、p額外環(huán)額外環(huán)(1)(1)氨基酸接受臂氨基酸接受臂氨基酸接受臂氨基酸接受臂 5-5-末端末端末端末端一般為一般為一般為一般為GG ，3-3-末端的氨基酸末端的氨基酸末端的氨基酸末端的氨基酸接受區(qū)接受區(qū)接受區(qū)接受區(qū)CCACCA。一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)氨基酸氨基酸臂臂(2)(2)(2)(2)反密碼反密碼反密碼反密碼環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)該區(qū)該區(qū)該區(qū)該區(qū)正中的正中的正中的正中的3 3 3 3個核苷酸殘個核苷酸殘個核苷酸殘個核苷酸殘基基基基可以與可以與可以與可以與mRNAmRNA

44、mRNAmRNA的三聯(lián)體密的三聯(lián)體密的三聯(lián)體密的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補配對，碼子形成堿基互補配對，碼子形成堿基互補配對，碼子形成堿基互補配對，解讀遺傳密碼，稱為解讀遺傳密碼，稱為解讀遺傳密碼，稱為解讀遺傳密碼，稱為反密反密反密反密碼子碼子碼子碼子（anticodonanticodon）。）。）。）。一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)氨基酸氨基酸臂臂額外環(huán)額外環(huán)DHU loopT C loop 該區(qū)含有二氫尿嘧啶該區(qū)含有二氫尿嘧啶該區(qū)含有二氫尿嘧啶該區(qū)含有二氫尿嘧啶，識

45、別氨酰識別氨酰識別氨酰識別氨酰-tRNAtRNA合成合成合成合成酶。酶。酶。酶。（3 3 3 3）二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu) (4)(4)(4)(4)T T T T C C C C區(qū)區(qū)區(qū)區(qū) 識別并結(jié)合核糖體上的識別并結(jié)合核糖體上的識別并結(jié)合核糖體上的識別并結(jié)合核糖體上的rRNArRNA。T C loop一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAt

46、RNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)(5)(5)(5)(5)可變可變可變可變環(huán)環(huán)環(huán)環(huán) 位于反密碼區(qū)與位于反密碼區(qū)與位于反密碼區(qū)與位于反密碼區(qū)與T T T T C C C C區(qū)之間，不同的區(qū)之間，不同的區(qū)之間，不同的區(qū)之間，不同的tRNAtRNAtRNAtRNA該區(qū)該區(qū)該區(qū)該區(qū)變化較大，一般有變化較大，一般有變化較大，一般有變化較大，一般有3-183-183-183-18個個個個核苷酸組成核苷酸組成核苷酸組成核苷酸組成。一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)1 1 1 1、tRNAtRNAtRNAtRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)2 2

47、2 2、tRNAtRNAtRNAtRNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu) 在三葉草型二級結(jié)在三葉草型二級結(jié)在三葉草型二級結(jié)在三葉草型二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)上未配對的堿基配上未配對的堿基配上未配對的堿基配上未配對的堿基配成對，形成成對，形成成對，形成成對，形成tRNAtRNAtRNAtRNA的的的的三級結(jié)構(gòu)。三級結(jié)構(gòu)。三級結(jié)構(gòu)。三級結(jié)構(gòu)。一、一、一、一、tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)倒倒“L”形形 rRNArRNA的的的的功功功功能能能能:組組組組成成成成核核核核糖糖糖糖體體體體，作作作作為為為為蛋蛋蛋蛋白白白白質(zhì)

48、質(zhì)質(zhì)質(zhì)合合合合成成成成的的的的場所。場所。場所。場所。原原原原核核核核生生生生物物物物核核核核糖糖糖糖體體體體中中中中含含含含5S5S5S5S，16S,16S,16S,16S,23S 23S 23S 23S rRNArRNArRNArRNA,真真真真核核核核生生生生物物物物核核核核糖糖糖糖體體體體中中中中含含含含5S5S5S5S，5.8S5.8S5.8S5.8S，18S,28S 18S,28S 18S,28S 18S,28S rRNArRNArRNArRNA。二、二、二、二、rRNArRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)三、三、三、三、mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的

49、分子結(jié)構(gòu)mRNA結(jié)構(gòu)的特點結(jié)構(gòu)的特點:polyApolyA片段片段片段片段：指：指：指：指20-25020-250個多聚腺苷酸個多聚腺苷酸個多聚腺苷酸個多聚腺苷酸 polyApolyA是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)polyApolyA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶的作用而添加上去的。的作用而添加上去的。的作用而添加上去的。的作用而添加上去的。原核生物的原核生物的原核生物的原核生物的mRNAmRNA一般無一般無一般無一般無polyApolyA，但某些病毒但某些病毒但某些病毒但某些病毒mRNAmRNA也也也也有有有有3-polyA3-polyA。33polyApolyA作用：作用：作用

50、：作用：l l保護作用，抗核酸外切酶水解保護作用，抗核酸外切酶水解保護作用，抗核酸外切酶水解保護作用，抗核酸外切酶水解l l與與與與mRNAmRNA半壽期有關(guān)半壽期有關(guān)半壽期有關(guān)半壽期有關(guān)l l與與與與mRNAmRNA轉(zhuǎn)移有關(guān)轉(zhuǎn)移有關(guān)轉(zhuǎn)移有關(guān)轉(zhuǎn)移有關(guān)三、三、三、三、mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)mRNAmRNAmRNAmRNA5-5-5-5-末端的末端的末端的末端的“帽子帽子帽子帽子”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)三、三、三、三、mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)“帽子帽子帽子帽子”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：mm7 7GG通過焦磷通過焦磷通過焦磷通過焦磷酸與另一個發(fā)生

51、了核糖上甲基酸與另一個發(fā)生了核糖上甲基酸與另一個發(fā)生了核糖上甲基酸與另一個發(fā)生了核糖上甲基化的核苷酸以化的核苷酸以化的核苷酸以化的核苷酸以5 5-5 5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵相連。相連。相連。相連。O O型型型型:5m:5m7 7G5ppp5NpG5ppp5NpI I型型型型:5m5m7 7G5ppp5NmpNpG5ppp5NmpNpIIII型型型型:5m5m7 7G5ppp5NmpNmpNpG5ppp5NmpNmpNp5帽子結(jié)構(gòu)作用帽子結(jié)構(gòu)作用：l 保護作用，抗核酸外切酶水解保護作用，抗核酸外切酶水解;l作為作為mRNAmRNA與核糖體小亞基結(jié)合的信號與核糖體小亞基結(jié)合的

52、信號;l與蛋白質(zhì)合成起始有關(guān)。與蛋白質(zhì)合成起始有關(guān)。mRNAmRNAmRNAmRNA5-5-5-5-末端的末端的末端的末端的“帽子帽子帽子帽子”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu),是由是由是由是由鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶在轉(zhuǎn)錄過程中加到在轉(zhuǎn)錄過程中加到在轉(zhuǎn)錄過程中加到在轉(zhuǎn)錄過程中加到mRNA5mRNA5mRNA5mRNA5末端。末端。末端。末端。三、三、三、三、mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNA的分子結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 核酸的種類、分布和化學(xué)組成核酸的種類、分布和化學(xué)組成第二節(jié)第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)n n 核酸是兩性電解質(zhì)，常表現(xiàn)酸性。核酸是兩性

53、電解質(zhì)，常表現(xiàn)酸性。n n 提純的提純的DNADNA為白色纖維狀固體，為白色纖維狀固體，RNARNA為白色粉末，二為白色粉末，二者都微溶于水，不溶于一般有機溶劑者都微溶于水，不溶于一般有機溶劑(如如70%乙醇)。第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)DNARNAn n 核酸中的糖苷鍵與核酸中的糖苷鍵與3 3,5,5 磷酸二脂鍵均能被酸水解。磷酸二脂鍵均能被酸水解。n n RNARNA對堿敏感，對堿敏感，DNADNA對堿穩(wěn)定（脫氧核糖對堿穩(wěn)定（脫氧核糖2 2 無羥基）。無羥基）。第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)

54、一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)或或n n溶液中的核酸在引力場中可以溶液中的核酸在引力場中可以溶液中的核酸在引力場中可以溶液中的核酸在引力場中可以下沉，其沉降速度與核酸的分子下沉，其沉降速度與核酸的分子下沉，其沉降速度與核酸的分子下沉，其沉降速度與核酸的分子質(zhì)量和分子構(gòu)象有關(guān)。質(zhì)量和分子構(gòu)象有關(guān)。質(zhì)量和分子構(gòu)象有關(guān)。質(zhì)量和分子構(gòu)象有關(guān)。一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)密度：密度：RNADNAprotein氯化銫密度梯度離心氯化銫密度梯度離心沉降速度：沉降速度：超螺旋超螺旋環(huán)

55、狀環(huán)狀線狀線狀n n在一定酸度的緩沖液中帶有電荷，可利用電泳進行分離在一定酸度的緩沖液中帶有電荷，可利用電泳進行分離在一定酸度的緩沖液中帶有電荷，可利用電泳進行分離在一定酸度的緩沖液中帶有電荷，可利用電泳進行分離和研究其特性。（等電點和研究其特性。（等電點和研究其特性。（等電點和研究其特性。（等電點,DNA:pH4-4.5DNA:pH4-4.5;RNA:pH2-RNA:pH2-2.52.5）n n瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳n nEtBrEtBr(EB(EB，溴化乙錠，溴化乙錠，溴化乙錠

56、，溴化乙錠)顯示顯示顯示顯示DNA/RNA DNA/RNA 電泳后的位置。電泳后的位置。電泳后的位置。電泳后的位置。一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)長片段核酸長片段核酸短片段核酸短片段核酸二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)1.判斷核酸樣品的純度判斷核酸樣品的純度 純純DNA:OD260/OD280=1.8 純純RNA:OD260/OD280=2.0 2.DNA或或RNA的定量的定量 1.0 OD260相當(dāng)于相當(dāng)于 50

57、g/ml雙鏈雙鏈DNA 33g/ml單鏈單鏈DNA 40g/ml RNA 20g/ml寡核苷酸寡核苷酸堿基中存在共軛雙鍵，最大紫外吸收在堿基中存在共軛雙鍵，最大紫外吸收在堿基中存在共軛雙鍵，最大紫外吸收在堿基中存在共軛雙鍵，最大紫外吸收在260nm260nm。核酸的光吸收值常比其各核核酸的光吸收值常比其各核核酸的光吸收值常比其各核核酸的光吸收值常比其各核苷酸成分的光吸收值之和少苷酸成分的光吸收值之和少苷酸成分的光吸收值之和少苷酸成分的光吸收值之和少3030303040%40%40%40%，此現(xiàn)象稱為，此現(xiàn)象稱為，此現(xiàn)象稱為，此現(xiàn)象稱為DNADNADNADNA的的的的減色效應(yīng)減色效應(yīng)減色效應(yīng)減色

58、效應(yīng)(hypochromichypochromichypochromichypochromic effect)effect)effect)effect)。這是在有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)這是在有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)這是在有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)這是在有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基緊密地堆積在一起造中堿基緊密地堆積在一起造中堿基緊密地堆積在一起造中堿基緊密地堆積在一起造成的。成的。成的。成的。二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)二、核酸的紫外吸收性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)三、三、三、三、變性變性變性變性、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交1、

59、DNA變性變性（DNA denaturation）：DNA變性是指在理化因素作用下，變性是指在理化因素作用下，DNA分子中的分子中的氫鍵斷裂氫鍵斷裂，堿基堆積力，堿基堆積力破壞，雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈分開形破壞，雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，雙鏈分開形成單鏈的過程。成單鏈的過程。DNA降解降解:3,5磷酸二酯鍵斷裂磷酸二酯鍵斷裂第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)三、三、三、三、變性變性變性變性、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交1、DNA變性變性（DNA denaturation）：）：方方法法：加熱、酸、堿、變性試劑如尿素、加熱、

60、酸、堿、變性試劑如尿素、甲醛等。甲醛等。增色效應(yīng)增色效應(yīng)增色效應(yīng)增色效應(yīng)(hyperchromic effect):當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)DNADNA分子從雙螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)閱捂湢顟B(tài)時，分子從雙螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)閱捂湢顟B(tài)時，分子從雙螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)閱捂湢顟B(tài)時，分子從雙螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)閱捂湢顟B(tài)時，它在它在它在它在260nm260nm處的紫外吸收值增大。處的紫外吸收值增大。處的紫外吸收值增大。處的紫外吸收值增大。DNADNA的的的的熱熱熱熱變變變變性性性性作作作作用用用用發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)生生生生在在在在一一一一個個個個很很很很窄窄窄窄的的的的溫溫溫溫度度度度范范范范圍圍圍圍之之之之內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)（爆爆爆爆發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)式式式式的）。的）。的）。的）

61、。熔熔熔熔解解解解溫溫溫溫度度度度(Tm)(Tm)：熱熱熱熱變變變變性性性性過過過過程程程程中中中中光光光光吸吸吸吸收收收收達達達達到到到到最最最最大大大大吸吸吸吸收收收收（完完完完全全全全變變變變性性性性）一一一一半半半半（雙雙雙雙螺螺螺螺旋旋旋旋結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)失失失失去去去去一一一一半半半半）時時時時的的的的溫溫溫溫度度度度稱稱稱稱為為為為該該該該DNADNA的的的的熔熔熔熔點點點點 或或或或 熔熔熔熔 解解解解 溫溫溫溫 度度度度（mmelting elting t temperature,emperature,TmTm)。第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)三、三、三、三、變性

62、變性變性變性、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)三、三、三、三、變性變性變性變性、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交、復(fù)性、分子雜交TmTm與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)：核核核核酸酸酸酸的的的的均均均均一一一一程程程程度度度度，均均均均一一一一性性性性愈愈愈愈高高高高的的的的樣樣樣樣品品品品，變性過程的溫度范圍愈小。變性過程的溫度范圍愈小。變性過程的溫度范圍愈小。變性過程的溫度范圍愈小。TmTm值值值值與與與與GGC C含量成正比含量成正比含量成正比含量成正比：（G-CG-C）%

63、=(Tm-69.3)*2.44%=(Tm-69.3)*2.44 Tm(20mer)Tm(2mol/L,MgCl2mol/L,MgCl2 20.7mol/L;0.7mol/L;2.Pu,2.Pu,PyPy 相間排列；相間排列；相間排列；相間排列；3.3.在活細胞中如果在活細胞中如果在活細胞中如果在活細胞中如果mm5 5C,C,則不需則不需則不需則不需PuPu,PyPy 相間排列，在相間排列，在相間排列，在相間排列，在生理鹽水濃度下即可產(chǎn)生生理鹽水濃度下即可產(chǎn)生生理鹽水濃度下即可產(chǎn)生生理鹽水濃度下即可產(chǎn)生Z-DNAZ-DNA；4.4.在體內(nèi)多胺化合物，如精胺、亞胺、亞精胺等可在體內(nèi)多胺化合物，如精胺、亞胺、亞精胺等可在體內(nèi)多胺化合物，如精胺、亞胺、亞精胺等可在體內(nèi)多胺化合物，如精胺、亞胺、亞精胺等可與磷酸基團結(jié)合，使與磷酸基團結(jié)合，使與磷酸基團結(jié)合，使與磷酸基團結(jié)合，使B-DNAB-DNA轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成Z-DNAZ-DNA。B-DNA與與Z-DNA的相互轉(zhuǎn)化可能與基因的表達調(diào)控有關(guān)。的相互轉(zhuǎn)化可能與基因的表達調(diào)控有關(guān)。