[生物学]第2章 核酸的结构与功能.ppt

第2章 核酸的结构与功能学习目标§ 1、列表比较DNA和RNA的组成成分和基 本单位 § 2、熟悉核酸的结构 § 3、熟悉DNA的双螺旋结构要点及生物学活 性 § 4、名词解释：DNA变性、DNA复性、碱 基配对第一节 核酸的分子组成§ 一、核酸的元素组成： § C、H、O、N、P § P的含量：9%----10% § 二、核酸的基本成分： § 磷酸、戊糖、含氮碱核酸的水解产物：核酸核苷酸磷酸核苷戊糖含氮碱核糖脱氧核糖嘌呤碱嘧啶碱（一）、核苷酸中的碱基组成 312456789腺嘌呤(adenine, A)鸟嘌呤(guanine, G)NNNN HNH2NNNN HNNNN HNH2OH1. 嘌呤碱)：2. 嘧啶碱(pyrimidine)： 尿嘧啶 胞嘧啶 胸腺嘧啶 Uracil，U Cytosine，C Thymine，T312456NNONNOHHNNO HNH2NNOOHHCH3（二）．戊糖： 1´（构成RNA）-D-核糖(ribose) （构成DNA）-D-脱氧核糖(deoxyribose)2´3´4´5´OH OCHOHOHOH2（三）磷酸三、核酸的基本单位：核苷酸的结构与 命名§ （一）核苷酸的结构：§ 由于与磷酸基缩合的位置不同而分别生成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） 1、核苷§ 核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物腺苷(AR) 脱氧胞苷(dCR)β1,N9-糖苷键 β1,N1-糖苷键β1β1N9N1OH2、核苷酸§ 核苷与磷酸通过磷酸酯键连接，即为核苷酸Ø 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核苷 （二）核苷酸的种类与命名§ 核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成 的磷酸酯类化合物，包括核糖核苷酸和脱 氧核糖核苷酸两大类§ DNA分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成§ RNA分子主要由AMP，GMP，CMP，UMP四种核糖核苷酸组成类别 DNA RNA 基本单位脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 碱基 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）胞嘧啶 （ C）、胸腺嘧啶 （T） 腺嘌呤（A）、鸟嘌 呤（G） 胞嘧啶 （C）、尿嘧 啶（U） 戊糖 脱氧核糖 核糖 酸 磷酸 磷酸 核苷酸的名称 腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP） 鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGMP） 胞嘧啶 脱氧核苷酸（dCMP） 胸腺嘧啶 脱氧核苷酸（dTMP） 腺嘌呤核苷酸（AMP ） 鸟嘌呤核苷酸（GMP ） 胞嘧啶 核苷酸（ CMP） 尿嘧啶 核苷酸（ UMP） 四、体内几种重要的游离核苷酸：§ （一）多磷酸核苷酸：（二）环化核苷酸的分子结构环一磷酸腺苷 环一磷酸鸟苷（三）辅酶类核苷酸§ NAD+、NADP+、FAD、辅酶A第二节 核酸的分子结构：§ 一、核酸的一级结构：§ （一）核苷酸之间的连接方式：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。

（二）核酸的一级结构§ 1、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) § 2、RNA的一级结构就是指RNA分子中核 糖核苷酸的排列顺序及连接方式 DNA的一级结构：5-AGTCCATG-3 AGTCCATG3-TCAGGTAC-5RNA的一级结构： 5-AGUCCAUG-3 AGUCCAUG核酸一级结构的表示方法§ 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含侧链的长链状化合物§ 核酸是具有方向性的长链状化合物，多核苷酸链的 两端，一端称为5-端，另一端称为3-端5′端3′端CGA二、核酸的空间结构与功能（一）、DNA的空间结构与功能： 1、DNA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年度诺贝尔奖）James Watson (L) and Francis Crick (R), and the model they built of the structure of DNA B型DNA双螺旋结构模式图B型双螺旋DNA的结构特征 1. 为右手、反平行双螺旋；2. 主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；3. 两条链间存在碱基互补：A与T或G与C配对形成氢键，称为碱基互补原则（A与T为两个氢键，G与C为三个氢键）；4. 螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆砌力；5. 螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm。

B型双螺旋DNA的结构特点：2、DNA的功能§ DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物遗传信息复制以及基因信息的转录提供模板§ RNA通常以单链形式存在，但也可形成局部的双螺旋结构§ RNA分子的种类较多，分子大小变化较大，功能多样化§ 主要的RNA种类有rRNA、mRNA、tRNA、HnRNA、SnRNA、SnoRNA、ScRNA等 （二）RNA的空间结构与功能mRNAtRNArRNA细胞中的含 量5%～10%5%～10%80%～90%结构特点基本上呈线形 局部呈双链 ，形成发夹式 结构呈三叶草形，柄部 和基部呈现双螺旋 结构，柄部3′端有 CCA三个碱基，其 相对端的反密码环 中有三个碱基为反 密码子线形，局部呈 发夹状结构功能转录DNA分 子上的遗传信 息，并带到核 糖体上，作为 合成蛋白质的 模板在蛋白质合成中， 运输特定氨基酸到 核糖体上与蛋白质结合 形成核糖体，是 细胞内蛋白质 的合成场所2、RNA的空间结构：§ tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而呈现“三叶草”形，故称为“三叶草”结构§ tRNA的“三叶草”形结构包括：氨基酸臂、DHU臂、反密码臂、可变臂和TψC臂五部分。

携带氨基酸辨认并结合氨基酰 tRNA合成酶识别mRNA 上的密码识别并结合 核蛋白体氨基酸臂DHU臂反密码臂 可变臂TC臂tRNA的三级结构：§ 一、核酸的一般理化性质（一）核酸的分子大小：§ （二）核酸的紫外线吸收：；能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm§ 故常用紫外分光光度法测定核酸的含量第三节 核酸的理化性质、二、DNA的变性§ 在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性引起DNA变性的因素主要有：①高温，②强酸强碱，③有机溶剂等 三、DNA的复性与分子杂交§ （一）DNA的复性：将热变性后的DNA溶液缓慢冷却，则变性的两条单链DNA可以重新互补而形成原来的双螺旋结构并恢复原有的性质§ 将变性DNA经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性 § 两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交二）分子杂交DNA-DNA 杂交双链分子变性 复性 不同来源的 DNA分子DNA-DNA杂交示意图DNA-RNA杂交示意图复习题： §一.名词解释:DNA变性 §二、填空题 ： §.1、核酸是由-------------，-------------和---------------组成，其中-----------又分为----------- 碱和--------------碱。

核酸的基本组成单位是------------，各组分间靠---------------键连接 §2、DNA的二级结构是-------------，----------------骨架位于螺旋的外侧，------------位于内 侧碱基两两之间可通过---------------构成碱基对，碱基中A与--------------配对；G与---- -----配对而RNA其碱基配对的规律为A与-------------配对，G与---------配对 §三、选择题：1、.维持核酸一级结构的化学键是:： §A.磷酸键 B.氢键 C.肽键 D.磷酸二酯键 E、以上都不对 §2、只在DNA中含有的碱基有： §A 、T B 、C C G D U E、A §3、只在RNA中含有的碱基有： §A 、T B 、C C G D U E、A §4、.假设有一段DNA序列为5‘ATCCGAC3’，其互补序列是： §A.5’TAGGCTG3’ B.5’UAGGCUG3’ C.5’GUCGGAU3’ D.5’TAGGCUG3’E以上都不 对 §5、.含有反密码子的结构是： §A.rRNA B.tRNA C.蛋白质 D.DNA E、 mRNA §6、核酸中核苷酸之间连接方式是:A.2‘,3’-磷酸二酯键 B.3‘,5’-磷酸二酯键 C.2‘,5’-磷酸二酯键 D.糖苷键 E.氢键 §四、1、简述DNA双螺旋结构的特点。

2、列表比较DNA和RNA的组成成分和基本单位 。