生物化学-核酸课件
77页1、第二章 核酸,核 酸(nucleic acid),是由核苷酸组成的生物大分子,携带和传递遗传信息。,第一节 概述,核酸是一类重要的生物大分子,担负着生命信息的储存与传递。 核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域,是基因工程操作的核心分子。,第一节 核酸是遗传物质的载体,一、核酸的研究发现史 1868年,科学家从细胞核中分离得到一种酸性物质,即现在被称为核酸的物质。,核酸的分类及分布,主要在细胞核,存在于胞核、胞液中。,脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA),生物遗传的物质基础,核酸的分类及分布,存在于细胞核和线粒体内。,存在于胞核、胞液和线粒体。,携带遗传信息,决定细胞和个体的遗传型(genotype)。,参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。,RNA的分类和功能,信使RNA(mRNA) 携带DNA遗传信息 转运RNA(tRNA) 通过反密码子识别mRNA的 密码子,使氨基酸对号入座 核蛋白体 (rRNA) 与核糖体蛋白形成核糖体, 是蛋白质合成的场所,98核中(染色体中) 真核 线粒体(mDNA) 核外 叶绿体(ctDNA) DNA 拟核 原核 核
2、外:质粒(plasmid) 病毒:DNA病毒,二、核酸的种类和分布,核酸分为两大类: 脱氧核糖核酸 Deoxyribonucleic Acid (DNA) 核糖核酸 Ribonucleic Acid(RNA),第二节 核酸的分子组成,核酸,核苷酸,核苷,磷酸,碱基,戊糖,元素组成: C H O N P,核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物质、戊糖(核糖或脱氧核糖)和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核苷和核苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖,一分子核苷酸部分水解后除产生核苷外,还有一分子磷酸。核酸的各种水解产物可用层析或电泳等方法分离鉴定。,核酸的基本组成单位是核苷酸,碱基,戊糖,磷酸,核苷酸,核苷,核酸,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 。 RNA的基本组成单位是核糖核苷酸 。,嘌呤,嘧啶,碱基,腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),尿嘧啶(U),DNA、RNA均有,DNA有,RNA有,核苷酸的结构,每种核酸都含有四种碱基 。,戊 糖,(构成RNA),核糖,(构成DNA),脱氧核糖,嘌呤,腺嘌呤(adenine, A),鸟嘌呤(guanine, G),碱
3、基,嘧啶,胞嘧啶(cytosine, C),尿嘧啶(uracil, U),胸腺嘧啶(thymine, T),核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多,大部分是上述碱基的甲基化产物。,核苷(或脱氧核苷):碱基和核糖(或脱氧核糖)通过糖苷键连接形成。,糖苷键,核苷酸: AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸: dAMP, dGMP, dTMP, dCMP,核苷酸(脱氧核苷酸):核苷(脱氧核苷)和磷酸以酯键连接形成。,多磷酸核苷酸: NMP,NDP,NTP,环化核苷酸: cAMP,cGMP,肌苷酸及鸟苷酸(强力味精),辅酶 NAD、NADP、FMN,IMP GMP,多聚核苷酸(核酸),多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3-OH 与另一分子核苷酸的5-磷酸基形成3,5-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。,5-磷酸端(常用5-P表示);3-羟基端(常用3-OH表示) 多聚核苷酸链具有方向性,当表示一个多聚核苷酸链时,必须注明它的方向是53或是35。,多聚核苷酸的表示方式,DNA RNA,5PdAPdCPdGPdTOH 3 5PAPCPGPUOH 或5ACGTGCGT 3 5ACG
4、UAUGU 3 ACGTGCGT ACGUAUGU,DNA的合成原料: dATP, dGTP, dCTP, dTTP. RNA的合成原料: ATP, GTP, CTP, TTP.,第二节 核酸的分子结构,一、DNA的一级结构 脱氧核糖核酸的排列顺序 可以用碱基排列顺序表示 连接键:3,5-磷酸二酯键 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 碱基形成侧链 多核苷酸链均有5-末端和3-末端 DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。,2. 基因与基因组,基因(gene):一段有功能的DNA片段,生物细胞中DNA分子的最小功能单位(交换单位)。,基因组(genome):某生物体(完整单倍体)所含全部遗传物质的总和。 包括:核基因组(拟核/核DNA)及核外(质粒/质体DNA),各种细胞、病毒和细菌质粒中基因组的大小,3. 原核生物基因组特点 重复序列少,多位编码区 多为操纵子形式组织 有重叠基因存在,真核生物基因组特点 以染色体存在 重复序列多,基因组计划 人类基因组计划(Human Genome Project, HGP
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