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第二章 核酸的结构与功能第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成第三节第三节 DNADNA的结构与功能的结构与功能第四节第四节 RNARNA的结构与功能的结构与功能第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用核核 酸酸(nucleic acid) 是以是以核苷酸核苷酸作为基本组成单位的生物大分作为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息核酸分为子，携带和传递遗传信息核酸分为2种：种：• 脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA））• 核糖核酸（核糖核酸（ribonucleic acid, RNA ））P24l1868年年 瑞士的瑞士的Miescher 医生从脓细胞中提取核医生从脓细胞中提取核素（素（核酸的发现）核酸的发现）l1944年年 Avery用肺炎球菌转化试验等证实用肺炎球菌转化试验等证实DNA是是遗传物质遗传物质（（核酸功能的认识）核酸功能的认识）l1953年年 Watson和和Crick提出提出DNA的双螺旋结构模的双螺旋结构模型（型（现代分子生物学的基础现代分子生物学的基础））一、一、核酸核酸的发现与的发现与研究简史研究简史P24第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述• 1968年年 Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码• 1973年年 美国斯坦福大学首次进行了体外美国斯坦福大学首次进行了体外基因重组基因重组• 1975年年 Temin和和Baltimore发发现现逆转录酶逆转录酶• 1981年年 Gilbert和和Sanger建建立立DNA测序方法测序方法• 1985年年 Mullis发明发明PCR技术技术• 1990年年 启动人类基因组计划启动人类基因组计划(HGP)• 2003年年 完成人类基因组计划完成人类基因组计划• 20世纪末世纪末 发现许多具有发现许多具有特殊功能的特殊功能的RNAP24二、二、核酸有固定核酸有固定的分布区域的分布区域, ,并具有重要的生物学功能并具有重要的生物学功能核酸的分布区域特点：核酸的分布区域特点：Ø 核酸核酸位于细胞内，大部分都与蛋白质结合存位于细胞内，大部分都与蛋白质结合存 在，细胞外无核酸在，细胞外无核酸Ø DNA存在于细胞核与线粒体存在于细胞核与线粒体Ø RNA主要存在于细胞质，主要存在于细胞质，10% 存在于细胞核存在于细胞核 分分3类：信使类：信使RNA( messenger RNA, mRNAmRNA) 转运转运RNA ( transfer RNA, tRNAtRNA) 核蛋白体核蛋白体RNA ( ribosomal RNA, rRNArRNA)P25DNA 储存遗传信息并通过复制传递给下一代储存遗传信息并通过复制传递给下一代RNA 是是DNA转录的产物，与蛋白质一起参与转录的产物，与蛋白质一起参与 遗传信息的复制与表达遗传信息的复制与表达核酸的生物学功能：核酸的生物学功能：核酸对生长、发育、遗传和变异具有重要意义核酸对生长、发育、遗传和变异具有重要意义P25第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成第三节第三节 DNADNA的结构与功能的结构与功能第四节第四节 RNARNA的结构与功能的结构与功能第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成核酸的元素组成核酸的元素组成 C、、H、、O、、N、、PRNA含磷含磷 8.5%~9%DNA含磷含磷 9%~10%P25用于定量测定用于定量测定核酸的基本组成单位是核酸的基本组成单位是核苷酸核苷酸(nucleotide)(nucleotide)核酸核酸 ( (DNA和和RNA) )核苷酸核苷酸（（（（脱氧核糖核苷酸和核苷核糖酸）脱氧核糖核苷酸和核苷核糖酸）脱氧核糖核苷酸和核苷核糖酸）脱氧核糖核苷酸和核苷核糖酸）脱氧核苷和核苷脱氧核苷和核苷磷酸磷酸戊糖戊糖碱基碱基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖P25一、戊糖是核苷酸组分之一一、戊糖是核苷酸组分之一（构成（构成RNA））12345 -D-核糖核糖（构成（构成DNA）） -D-2-脱氧核糖脱氧核糖P25OHOCH2OHOHOH 嘌呤碱嘌呤碱：：A(adenine)、、G(guanine) 嘧啶碱嘧啶碱：：C(cytosine)、、T(thymine)、、 U(uracil) 稀有碱基：甲基化衍生物稀有碱基：甲基化衍生物 二、嘌呤和嘧啶是核苷酸的二、嘌呤和嘧啶是核苷酸的碱基组分碱基组分P26碱碱碱碱基中含共轭双键，对基中含共轭双键，对基中含共轭双键，对基中含共轭双键，对260nm260nm260nm260nm左右的紫外光左右的紫外光左右的紫外光左右的紫外光有较强的吸收，可用于定性定量分析。

有较强的吸收，可用于定性定量分析有较强的吸收，可用于定性定量分析有较强的吸收，可用于定性定量分析P26三、碱基与戊糖相连形成核苷，核苷与磷三、碱基与戊糖相连形成核苷，核苷与磷 酸连接形成核苷酸酸连接形成核苷酸 戊糖的戊糖的C C1 1与嘌呤的与嘌呤的N N9 9或或嘧啶的嘧啶的N N1 1以糖苷键相连形以糖苷键相连形成成核苷核苷核苷核苷(nucleoside)戊糖的碳原子编号加戊糖的碳原子编号加“ ’ ’ ” NNNN9NH2O(O)HOHHHHCH2OHH1'2'糖苷键糖苷键P27游离存在的多为游离存在的多为游离存在的多为游离存在的多为5’-5’-核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸核苷的戊糖羟基与磷酸结合形成的磷酸酯即核苷的戊糖羟基与磷酸结合形成的磷酸酯即核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸常见的核苷酸常见的核苷酸/脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（NMP/dNMP）） AMPAMP、、、、 GMPGMP、、、、 CMPCMP、、、、 UMPUMP dAMPdAMP、、、、dGMPdGMP、、、、dCMPdCMP、、、、dTMPdTMPP27 2’-、、3’-、、5’-三种三种核苷酸核苷酸 3’-、、5’-两种两种脱氧核苷酸脱氧核苷酸P28P28P28四、四、ATPATP等是体内重要的游离核苷酸等是体内重要的游离核苷酸* NMP的磷酸基可以再和磷酸相连形成的磷酸基可以再和磷酸相连形成 NDP/dNDP、、 NTP/dNTP（（RNA/DNA的原料）的原料）* ATP是能量的直接供体，是能量的直接供体，GTP、、CTP和和 UTP也可提供能量也可提供能量P29P29核苷酸的其它功能核苷酸的其它功能* 生成活性物质，如生成活性物质，如UDPG、、CDP-二脂酰二脂酰 甘油、甘油、SAM、、PAPS* 构构成辅酶，如成辅酶，如NAD+、、FAD、、CoA* * 环核苷酸环核苷酸cAMP和和cGMP作为激素的作为激素的 第二信使在信号转导中起重要作用第二信使在信号转导中起重要作用 P29P30第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成第三节第三节 DNADNA的结构与功能的结构与功能第四节第四节 RNARNA的结构与功能的结构与功能第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用一、核苷酸序列是核酸分子的一级结构一、核苷酸序列是核酸分子的一级结构核酸由核苷酸以核酸由核苷酸以3 ́́, 5 ́́-磷酸二酯键磷酸二酯键相连聚合而成相连聚合而成* 一个核苷酸的一个核苷酸的C-3 -羟基羟基和下一位核苷酸和下一位核苷酸C-5 -磷酸磷酸之间之间脱水缩合形成的酯键，即脱水缩合形成的酯键，即磷酸二酯键磷酸二酯键。

* 方向性：方向性： 5 5’’- -磷酸磷酸 ““头头””, 3, 3’’- OH - OH ““尾尾”” 书写：按书写：按 5’ →3’方向方向P30第三节第三节 DNA的结构与功能的结构与功能P31* 基本单位：基本单位：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 （（dAMP、、dGMP、、dCMP、、dTMP））* 基本结构键：基本结构键：3’,5’-磷酸二酯键磷酸二酯键 * DNA的一级结构的一级结构指指DNA分子中脱氧核苷酸分子中脱氧核苷酸的排列顺序（也就是碱基排列顺序）的排列顺序（也就是碱基排列顺序）DNA的一级结构的一级结构P30Ø核核酸酸分分子子大大小小常常用用碱碱基基(base或或kilobase, kb)或或碱碱基基对对(base pair, bp或或kilobase pair, kbp)数目来表示数目来表示Ø小小 的的 核核 酸酸 片片 段段 (<50bp)常常 被被 称称 为为 寡寡 核核 苷苷 酸酸(oligonucleotide)自自然然界界中中的的DNA和和RNA的的长长度度可以高达几十万个碱基可以高达几十万个碱基 P31二、二、DNA的二级结构是右手双螺旋的二级结构是右手双螺旋§ 20世纪世纪50年代，年代，Chargaff等，薄层层析和紫外吸收等等，薄层层析和紫外吸收等 技术研究了技术研究了DNA的碱基成分，得出的碱基成分，得出ChargaffChargaff规则规则规则规则：：：： 不同种属的不同种属的DNA碱基组成不同，而同一个体不同碱基组成不同，而同一个体不同 器官、组织的器官、组织的DNA碱基组成相同碱基组成相同 某一特定生物某一特定生物某一特定生物某一特定生物DNADNA碱基组成不随年龄等因素改变碱基组成不随年龄等因素改变碱基组成不随年龄等因素改变碱基组成不随年龄等因素改变 Pu=Py，，A+G=T+C，且，且A=T，，G=C（一）（一）DNA碱基组成具有重要特征（碱基组成具有重要特征（2个证据）个证据）P31§ 1952年，年，Franklin，，DNA的的X-ray衍射图谱衍射图谱 ----DNA是双链螺旋形分子是双链螺旋形分子P31（二）（二）DNA双螺旋结构为现代双螺旋结构为现代 分子生物学奠定了基础分子生物学奠定了基础1953年，年，Watson和和Crick，，双螺旋双螺旋(double helix)结构模型结构模型要点如下要点如下（四点）：（四点）：P32 1 1、、DNA DNA 分子是分子是由由两条长度相同、两条长度相同、方向相反方向相反的平行的平行多核苷酸链围绕多核苷酸链围绕同一中心轴构成同一中心轴构成的双螺旋结构；的双螺旋结构；两条螺旋都是两条螺旋都是右右手螺旋手螺旋，双螺旋，双螺旋表面有表面有深沟、浅深沟、浅沟沟。

5 5’’3 3’’5 5’’3 3’’P329/8/2024 11:16 PM3.4nm3.4nm0.34nm0.34nm1nm1nm2、双螺旋、双螺旋直径为直径为2 nm磷酸和脱氧核糖磷酸和脱氧核糖 相连而成的相连而成的糖糖-磷酸骨架磷酸骨架位于位于螺旋外侧，螺旋外侧， 碱基碱基位于内侧脱氧核糖平面垂直于碱基位于内侧脱氧核糖平面垂直于碱基 平面，碱基平面垂直于螺旋的纵轴相邻平面，碱基平面垂直于螺旋的纵轴相邻 碱基间堆砌距离碱基间堆砌距离0.34nm，，旋转夹角旋转夹角36o,每每 旋转一周包括旋转一周包括10 个个脱氧核苷酸残基，螺脱氧核苷酸残基，螺 距为距为3.4nmP32TCAGA AC CG GT T3 3、、两条多核苷酸链两条多核苷酸链通过碱基间的通过碱基间的氢键氢键连接，连接，遵从遵从碱基互补配对碱基互补配对原则，原则，即：即：A-TA-T配对，形成配对，形成两个两个氢键氢键G-CG-C配对，形成配对，形成三个三个氢键氢键 P32碱基的配对使得双螺旋碱基的配对使得双螺旋碱基的配对使得双螺旋碱基的配对使得双螺旋DNADNA分子在复制时以半分子在复制时以半分子在复制时以半分子在复制时以半保留的形式进行。

保留的形式进行保留的形式进行保留的形式进行4 4、维持、维持DNADNA双螺旋结构稳定的因素：双螺旋结构稳定的因素： 碱基堆砌力（疏水力）和氢键碱基堆砌力（疏水力）和氢键P32Watson-Crick的的DNA双螺旋双螺旋2.0 nm2.0 nmDNA双螺旋结构存在多样性：双螺旋结构存在多样性：B-DNA：：右手螺旋，条件：相对湿度右手螺旋，条件：相对湿度92%，生理盐水中，生理盐水中 提取的提取的DNA纤维的构象纤维的构象A-DNA：：右手螺旋，条件：相对湿度右手螺旋，条件：相对湿度72%Z-DNA：：1979，，Rich，左手螺旋，，左手螺旋， 条件：条件：CG重复序列，天然也有重复序列，天然也有P33ABZP34DNA的超螺旋结构的超螺旋结构 是指是指DNA在双螺旋结构的基础上，进一步旋转折在双螺旋结构的基础上，进一步旋转折叠，在蛋白质的参与下组装成的空间构象叠，在蛋白质的参与下组装成的空间构象§ 正超螺旋：正超螺旋：与双螺旋同向，使之变紧与双螺旋同向，使之变紧§ 负超螺旋：负超螺旋：与双螺旋反向，使之变松与双螺旋反向，使之变松三、荷载遗传信息的三、荷载遗传信息的DNADNA大分子大分子 具有超螺旋结构具有超螺旋结构P351、原核生物、原核生物DNA形成超螺旋形成超螺旋原核生物原核生物DNADNA、线粒体、叶绿体、质粒、噬菌体及某、线粒体、叶绿体、质粒、噬菌体及某些病毒的些病毒的DNADNA是共价封闭的环，主要形成是共价封闭的环，主要形成负超螺旋负超螺旋，，P35平均每平均每200200碱基就有一个超螺旋形成碱基就有一个超螺旋形成P3511nm×5.5nm，，盘状小颗粒盘状小颗粒核心颗粒：核心颗粒：核心颗粒：核心颗粒：组蛋白组蛋白H2A、、H2B、、H3、、H4各两分子各两分子 组成八聚体，表面绕有组成八聚体，表面绕有146bp，， 3 以以1-圈负超螺旋组成圈负超螺旋组成 4连接区：连接区：连接区：连接区：组蛋白组蛋白H1和和60bpDNA链连结接链连结接核核小小体体2、真核生物染色体、真核生物染色体DNA与组蛋白形成核小体与组蛋白形成核小体P35核小体核小体彼此相连成串珠状彼此相连成串珠状染色质细丝染色质细丝P36染色质细丝进一步螺旋化形成中空的线圈状螺线管，染色质细丝进一步螺旋化形成中空的线圈状螺线管，每圈螺旋由每圈螺旋由 6 6个核小体组成，即个核小体组成，即染色质纤维空管染色质纤维空管。

再进一步盘曲、折叠形成再进一步盘曲、折叠形成染色单体染色单体P36压缩6倍压缩40倍DNA经过多次折叠，被压缩了经过多次折叠，被压缩了8000～～10000倍倍压缩1000倍压缩10000倍真核生物的染色体真核生物的染色体DNA四、四、DNA是物种进化和世代繁衍的物质基础是物种进化和世代繁衍的物质基础基因基因(gene) ：：从结构上定义是指从结构上定义是指DNA分子分子中的功能性片段，即经过中的功能性片段，即经过复制复制可以遗传给子可以遗传给子代，能代，能编码编码有功能的有功能的蛋白质蛋白质或合成或合成RNA所所必需的完整序列，是核酸的功能单位必需的完整序列，是核酸的功能单位 DNA的基本功能：的基本功能：ü 基因遗传基因遗传ü 基因表达基因表达P35 生物体的生物体的全部基因序列全部基因序列称为基因组称为基因组(genome)，，包含了所有编码包含了所有编码RNA和蛋白质的和蛋白质的编码序列编码序列及所及所有的有的非编码序列非编码序列，也就是，也就是DNA分子的全序列分子的全序列基因组基因组Ø SV40病毒的基因组：病毒的基因组：5100bpØ 大肠杆菌的基因组：大肠杆菌的基因组：577kbØ 人的基因组人的基因组3.0×109bpP35第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成第三节第三节 DNADNA的结构与功能的结构与功能第四节第四节 RNARNA的结构与功能的结构与功能第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用第四节第四节 RNA的结构与功能的结构与功能AMP、、GMP、、CMP、、UMPRNA的基本组成单位是的基本组成单位是4种核苷酸种核苷酸RNA的基本结构键是的基本结构键是3’，，5’ – 磷酸二酯键磷酸二酯键P36RNA的一级结构即核苷酸的排列顺序的一级结构即核苷酸的排列顺序RNA的分子小，种类多，稀有碱基多的分子小，种类多，稀有碱基多发夹结构发夹结构(hairpin)是是RNA中最普遍的二级结构中最普遍的二级结构Ø 多数多数RNA为线形单链为线形单链Ø RNA分子内相邻区段可形成局部双螺旋，分子内相邻区段可形成局部双螺旋， 区段间非配对碱基膨胀成凸出或突环区段间非配对碱基膨胀成凸出或突环RNA进一步折叠成三级结构成为活性分子进一步折叠成三级结构成为活性分子P36RNA的分类和功能的分类和功能ü 信使信使RNA是蛋白质生物合成的直接模板是蛋白质生物合成的直接模板ü 转运转运RNA是蛋白质合成时转运氨基酸的工具是蛋白质合成时转运氨基酸的工具ü 核蛋白体核蛋白体RNA是蛋白质合成的场所是蛋白质合成的场所ü 细胞内存在多种功能各异的小分子细胞内存在多种功能各异的小分子RNAP36一、信使一、信使RNARNA是蛋白质生物合成是蛋白质生物合成 的直接模板的直接模板信使信使RNA（（messenger RNA, mRNA ））含量最少含量最少（（2-3%）；种类最多；半寿期短；）；种类最多；半寿期短；一级结构差异大（一级结构差异大（500-6000个个NA）。

mRNA 转录转录DNA的基因序列信息，并携带至细胞的基因序列信息，并携带至细胞质，质，作为蛋白质合成的模板，作为蛋白质合成的模板，指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成P36不均一核不均一核RNA（（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)真核细胞成熟的真核细胞成熟的mRNA来自不均一核来自不均一核RNA含有内含子的转录产物，经加工成熟为含有内含子的转录产物，经加工成熟为mRNAhnRNA 加工修饰加工修饰包括：包括：Ø 剪接剪接Ø 5’端加帽子结构端加帽子结构Ø 3’端加尾端加尾P36真核细胞真核细胞mRNA5’端有端有m7-GpppN的帽子结的帽子结构构5’端帽子结构的作用：端帽子结构的作用： --增强增强mRNA稳定性，免受核酸酶降解稳定性，免受核酸酶降解 --促进核糖体与促进核糖体与mRNA的结合的结合P36真核细胞真核细胞mRNA的的3’端有端有m7-GpppNAAA……AAA30到200个多聚腺苷酸尾（多聚腺苷酸尾（poly A）的作用：）的作用：多聚腺苷酸的尾多聚腺苷酸的尾Ø 参与参与mRNA从胞核到胞浆的转位从胞核到胞浆的转位Ø 维持维持mRNA的稳定性的稳定性Ø 参与调控蛋白质的合成速度参与调控蛋白质的合成速度P37* 成熟成熟mRNA包括编码区和非编码区包括编码区和非编码区mRNA的功能是指导蛋白质的合成的功能是指导蛋白质的合成* 成熟成熟mRNA分子编码序列上每分子编码序列上每3个相邻的核苷酸个相邻的核苷酸为一组，决定相应多肽链中某一个氨基酸，称为为一组，决定相应多肽链中某一个氨基酸，称为三联体密码三联体密码(triplet code)或或密码子密码子(codon)。

P37原核生物原核生物mRNA与真核生物不同与真核生物不同Ø无无5’帽子结构和帽子结构和3’多聚腺苷尾多聚腺苷尾Ø转录后很少加工，直接作为蛋白质合成的模板转录后很少加工，直接作为蛋白质合成的模板P37二、转运二、转运RNA是蛋白质合成时是蛋白质合成时 转运氨基酸的工具转运氨基酸的工具 占占RNA总量总量15%左右左右（（一）一）tRNA一级结构的特点一级结构的特点   70-90核苷酸，核苷酸，分子量最小的分子量最小的RNA   富含稀有碱基（富含稀有碱基（7-15个个/分子）分子）   5’末端多为末端多为pG，，3’-末端都是末端都是-CCA A的羟基是的羟基是氨基酸结合部位氨基酸结合部位P37P37（二）（二） tRNA的二级结构呈三叶草形的二级结构呈三叶草形§四个螺旋区四个螺旋区§三个环三个环§一个可变环一个可变环 （附加叉）（附加叉）P37（三）（三）tRNA三级结构三级结构呈倒呈倒“L”字母形字母形P37 含量最多含量最多，约占，约占RNA总量总量80%；；与多种蛋白质构成与多种蛋白质构成核糖体核糖体/核蛋白核蛋白体体(ribosome)，是蛋白质的，是蛋白质的“装配装配机机”三、三、核蛋白体核蛋白体RNA是蛋白质合成的场所是蛋白质合成的场所P38 rRNA 蛋白质蛋白质 大亚基大亚基 50S 5S、、23S 34种种 小亚基小亚基 30S 16S 21种种原核细胞核糖体原核细胞核糖体P38 rRNA 蛋白质蛋白质 大亚基大亚基 60S 5S、、5.8S、、28S 36-50种种 小亚基小亚基 40S 18S 30-32种种真核细胞核糖体真核细胞核糖体P38rRNA有特定的二级有特定的二级结构，也可形成三级结构，也可形成三级结构。

结构P38四、细胞内存在多种功能各异的四、细胞内存在多种功能各异的 小分子小分子RNA非非mRNA小小RNA( small non-messenger RNA, snmRNAs )，，参与参与RNA的加工、转运及基因表达调控的加工、转运及基因表达调控n 核内小核内小RNA（（snRNA））n 核仁小核仁小RNA （（snoRNA））n 胞质小胞质小RNA （（scRNA））n 催化性小催化性小RNA （（ribozyme，核酶），核酶）n 小片段干扰小片段干扰RNA （（siRNA））P38第一节第一节 核酸的一般概述核酸的一般概述第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成第三节第三节 DNADNA的结构与功能的结构与功能第四节第四节 RNARNA的结构与功能的结构与功能第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用一、核酸分子具有多种重要的理化性质一、核酸分子具有多种重要的理化性质第五节第五节 核酸的理化性质及应用核酸的理化性质及应用1、核酸是生物大分子、核酸是生物大分子 RNA比比DNA短，在溶液中的粘度小于短，在溶液中的粘度小于DNA。

P392 2、核酸是两性电解质，酸性较强、核酸是两性电解质，酸性较强 * * 酸性的磷酸基团酸性的磷酸基团 * * 碱基上的碱性基团碱基上的碱性基团 依核酸分子大小及所带电荷不同，可用依核酸分子大小及所带电荷不同，可用 电泳和离子交换法来分离不同的核酸电泳和离子交换法来分离不同的核酸P39碱基共轭双键的最大吸收峰在碱基共轭双键的最大吸收峰在260nm260nm3 3、核酸的紫外线吸收性质、核酸的紫外线吸收性质P39应用：应用：* * 定性、定量分析定性、定量分析 * * 变性、复性的指标变性、复性的指标 （一）变性（一）变性 DNA变性变性是指在某些理化因素的作用下，双是指在某些理化因素的作用下，双螺旋螺旋DNA分子中互补碱基对之间的氢键断裂，分子中互补碱基对之间的氢键断裂，双螺旋结构松散，变成单链的过程不伴有共双螺旋结构松散，变成单链的过程不伴有共价键的断裂价键的断裂 三、三、DNA具有变性和复性的特性具有变性和复性的特性P39DNA分子的变性分子的变性部分变性部分变性DNA现象：现象：§粘度下降粘度下降§紫外吸收值增加，称紫外吸收值增加，称增色效应增色效应监测指标：监测指标：260nm处吸光度的变化处吸光度的变化变性因素变性因素：：加热、碱、酸、有机溶剂、加热、碱、酸、有机溶剂、 尿素及酰胺等。

尿素及酰胺等增色效应增色效应(hyperchromic effect) DNA的热变性是爆发式的，的热变性是爆发式的，在很狭窄的温度范围内发生在很狭窄的温度范围内发生S形）形）DNA热变性的解链曲线热变性的解链曲线解链温度解链温度(melting temperature，，Tm)通常将通常将DNA分子达到分子达到50%解链时的解链时的温度称为熔点或解链温度温度称为熔点或解链温度G-C含量高含量高,Tm高；高；A-T含量高含量高,Tm低；链越长低；链越长Tm越高变性变性DNA在适当条件下在适当条件下,如热变性后如热变性后温度温度缓慢下降缓慢下降，两条互补链又可重新，两条互补链又可重新缔合而形成双螺旋缔合而形成双螺旋,此过程称为此过程称为复性复性(renatruation)或或“退火退火”(annealing) （二）复性（二）复性伴随复性会出现核酸溶液的紫外吸收降低的伴随复性会出现核酸溶液的紫外吸收降低的现象现象,称为称为低色效应低色效应最适宜的复性温度是比最适宜的复性温度是比Tm约低约低25oC,这个温这个温度又叫做度又叫做退火温度退火温度变性后若温度迅速下降变性后若温度迅速下降(4oC)，，则复性不发生。

则复性不发生在核酸变性后的复性过程在核酸变性后的复性过程中中,具有一定互补序列的具有一定互补序列的不同不同DNA单链，或单链，或DNA单单链与同源链与同源RNA序列，在一序列，在一定条件下按碱基互补原则定条件下按碱基互补原则结合在一起，形成异源双结合在一起，形成异源双链的过程称为链的过程称为分子杂交分子杂交(hybridization)三）分子杂交（三）分子杂交技术以技术以核酸核酸的的变性变性和和复性复性为为基础基础sdffsdff杂交可以是杂交可以是: : DNA/DNA, RNA/RNA, DNA/RNADNA/DNA, RNA/RNA, DNA/RNA应用：应用：标记一个来源的核酸，通过杂交可以检查标记一个来源的核酸，通过杂交可以检查另一来源的核酸中是否含有相同的或相似另一来源的核酸中是否含有相同的或相似的互补片段，这种标记的核酸就称为的互补片段，这种标记的核酸就称为探针探针. .(见第十九章，分子杂交技术）1 1、简答、简答简述三种简述三种RNARNA的生理功能的生理功能2 2、论述、论述论述论述DNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点 第二章作业第二章作业1、核酸的元素组成、核酸的元素组成2、组成核酸的碱基、戊糖、核苷及、组成核酸的碱基、戊糖、核苷及 核苷酸的基本结构核苷酸的基本结构3、核苷酸的功能、核苷酸的功能4、核酸中核苷酸的连接方式、核酸中核苷酸的连接方式5、、DNA的一级结构（概念，基本单位，的一级结构（概念，基本单位， 连接方式，书写方向）连接方式，书写方向）6、、DNA 的二级结构（的二级结构（DNA双螺旋结构双螺旋结构 模型的要点）模型的要点） 7、信使、信使RNA、转运、转运RNA和核糖体和核糖体RNA的的 一、二级结构和功能。

一、二级结构和功能 第二章第二章 掌握内容掌握内容1、、Chargaff 规则规则2、核酶的概念、核酶的概念3、核酸的紫外吸收性质（最大吸收峰、核酸的紫外吸收性质（最大吸收峰260nm））4、核酸的变性、复性与杂交、核酸的变性、复性与杂交第二章第二章 熟悉内容熟悉内容了解了解 DNA的超级结构的超级结构第二章第二章 了解内容了解内容。