生物化学2核酸结构与功能10.10章节
89页1、蔡丽希,第二章 核酸的结构与功能,Chapter 2 Structure and Function of Nucleic Acid,核 酸(nucleic acid),是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子,携带和传递遗传信息。,1868年 Fridrich Miescher 从脓细胞中提取核素。 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质。 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。 1968年 Nirenberg发现遗传密码。 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶。 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA测序方法。 1985年 Mullis发明PCR技术。 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)。 1994年 中国人类基因组计划启动。 2001年 美英等国完成人类基因组计划。,核酸研究的发展简史,核酸的分类及分布,存在于细胞核和线粒体,分布于细胞核、细胞质、线粒体,(deoxyribonucleic acid, DNA),(ribonucleic acid, RNA),脱氧核糖核酸,核糖核酸,Section 1 The Che
2、mical Component and Primary Structure of Nucleic Acid,第一节 核酸的化学组成 及一级结构,一、 核酸的分类、分布与功能,核糖核酸 (RNA):,脱氧核糖核酸(DNA):,m RNA,t RNA,r RNA,(信使 RNA ),(转运 RNA ),(核蛋白体 RNA),细胞质,参与蛋白质的生物合成,5 %,Pr合成的直接模板,15 %,活化与转运AA,80 %,充当装配机,提供场所,核内染色质,遗传的物质基础,基因 DNA分子中的 功能 片段,(决定遗传特性),(特定的碱基序列),二 核酸的分子组成,一、核酸的元素组成,C、H、O、N、P,二、组成核酸的基本单位,多核苷酸,A、G,U、C、T,核 酸,A (腺嘌呤)、G (鸟嘌呤),U (尿嘧啶)、C (胞嘧啶)、T (胸腺嘧啶),(一)戊糖,核酸中的戊糖有两类:-D-核糖和-D-2-脱氧核糖。,嘌呤(purine),腺嘌呤(adenine, A),鸟嘌呤(guanine, G),(二)碱 基,嘧啶(pyrimidine),胞嘧啶(cytosine, C),尿嘧啶(uracil, U)
3、,胸腺嘧啶(thymine, T),碱基的互变异构体,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。,两类 核酸在分子组成上的异同点,RNA,DNA,组 分,磷 酸,磷 酸,戊 糖,核 糖,脱氧核糖,碱 基,嘌 呤,嘧 啶,A G,U,C,磷 酸,A G,c,T,三核苷(nucleoside):,核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。 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。,“稀有核苷”是由“稀有碱基”所生成的核苷。,核苷酸 = 核苷 + 磷酸 连接键:磷酸酯键,核苷一 磷酸(NMP),糖环上的C-5羟基与磷酸发生酯化结合,故称5-核苷酸。,含有1个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸(nucleoside monophosphate,NMP),,四、核苷酸(nucleotide),O,O,3、多核苷酸,糖环C-5含2个磷酸基团称为核苷二磷酸(NDP),含3个磷酸基团称为核苷三磷酸(NTP),2.环化磷酸化,cAMP,cGMP,3. 辅酶 NAD、NADP、FMN,课后
4、思考?,体内核苷酸只有5的吗?脱氧核苷酸呢? 环化核苷酸如何形成的?,核苷酸的命名及缩写符号,第二节 DNA的结构,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成具有方向性的线性DNA大分子,即多聚脱氧核苷酸(polydeoxynucleotide),常称DNA链。,二个游离末端: 5末端(游离磷酸基), 3末端(游离羟基),核酸是有方向性的: 方向:5 3,磷酸基团和戊糖交替构成了DNA的骨架 (backbone)。,三、RNA的基本组成单位是核苷酸,核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成具有方向性的线性RNA大分子。,四、核酸的一级结构,概念:核酸分子中核苷酸或脱氧核苷酸的排 列顺序,即碱基的排列顺序。,连接键:3, 5 -磷酸二酯键,核酸的书写规则:,书写方式从繁到简有多种表示方法。,规定:从左到右为 方向 5 3,核酸分子的大小常用碱基(base或kilobase)数目来表示。 小的核酸片段(50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。,三、RNA的基本组成单位是核苷酸,核苷酸通过3
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