核苷酸发现、种类分布与组成.ppt

1.1 1.1 核酸的发现、核酸的发现、核酸的种类、分布与组成核酸的种类、分布与组成18681868年年 瑞士科学家瑞士科学家Miescher Miescher 核素核素(nuclein) (nuclein) 脓细胞脓细胞 含磷量很高的酸性物质含磷量很高的酸性物质1889 Altmann 1889 Altmann 首次提出首次提出““核酸核酸”(nucleic ”(nucleic acid) acid) DNA的发现者的发现者 Miescher一、核酸的发现一、核酸的发现种种 类类分分 布布功功 能能DNADNA原核生物：核质区、质粒原核生物：核质区、质粒真核生物：真核生物： 95% 95%在细胞核、在细胞核、5%5%粒体和叶绿体粒体和叶绿体 遗传信息的载体遗传信息的载体RNARNAtRNAtRNA原核生物：细胞质原核生物：细胞质真核生物：真核生物：75%75%在细胞质在细胞质15%15%粒体和叶绿体粒体和叶绿体10%10%在细胞核在细胞核 携带、转移携带、转移aaaamRNAmRNA肽链合成的模板肽链合成的模板rRNArRNA核糖体主要成分核糖体主要成分其它其它RNARNA二、核酸的种类与分布二、核酸的种类与分布RNA的种类：的种类：mRNA mRNA （信使（信使RNA , messenger RNARNA , messenger RNA）：）：5 5％％rRNArRNA（核糖体（核糖体RNARNA，，ribosoal RNAribosoal RNA）：）：8080％％scRNAscRNA：小分子细胞质：小分子细胞质RNARNAsnRNAsnRNA：小分子细胞核：小分子细胞核RNARNAsnoRNAsnoRNA：小分子核仁：小分子核仁RNARNAtRNAtRNA（转移（转移RNARNA，，transfer RNAtransfer RNA）：）：1010％～％～1515％％原核：原核：16S16S、、5S5S、、23S23S真核：真核：18S18S、、5S5S、、、、28S28S三、核酸的生物功能三、核酸的生物功能uDNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质Ø 核心功能核心功能--控制蛋白质合成控制蛋白质合成 tRNA：：蛋白质合成中蛋白质合成中携带携带活化的氨基酸。

活化的氨基酸 rRNA：：构成合成蛋白质的构成合成蛋白质的场所场所—核糖体 mRNA: 作为合成蛋白质的作为合成蛋白质的模板模板Ø 功能多样性功能多样性 生物催化、生物催化、RNA转录后加工、基因表达与细胞功能的转录后加工、基因表达与细胞功能的调节、遗传物质等调节、遗传物质等uRNARNA的功能的功能Ø 元素组成元素组成C、、 H、、 O、、 N、、P四、核酸的化学组成四、核酸的化学组成 其中其中P P的含量的含量在核酸中相对恒定在在核酸中相对恒定在DNADNA中为中为9.9%9.9%，在，在RNARNA中为中为9.4%9.4%这可用于测定核酸的含量这可用于测定核酸的含量————定磷法定磷法核酸（核酸（nucleic acid））核苷酸（核苷酸（nucleotide））磷酸（磷酸（phosphoric acid））核苷（核苷（nucleoside））核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖嘌呤或嘧啶嘌呤或嘧啶Ø 核酸的基本结构单元核酸的基本结构单元 RNA RNA中中 DNA DNA中中1 1、、 戊戊 糖糖脱脱氧氧核核糖糖它们均以呋喃糖态存在它们均以呋喃糖态存在β-D-β-D-核糖核糖β-D-2-β-D-2-脱氧核脱氧核糖糖1 1．碱基（．碱基（basebase）：含氮碱）：含氮碱 （（1 1）嘧啶碱（）嘧啶碱（pyrimidine, Pypyrimidine, Py）） （（2）嘌呤碱（）嘌呤碱（purine, Pu））嘧啶和嘌呤的编号嘧啶和嘌呤的编号DNA: Cyt、、Thy RNA：：Cyt、、Ura（（1 1）嘧啶碱）嘧啶碱（（pyrimidine, Py））3 3字符代表字符代表basebase（（2 2）嘌呤碱）嘌呤碱（（purine, Pu））DNA，，RNA：：Ade、、Gua3 3字符代表字符代表basebaseRNA特有特有DNA特有特有（（3）修饰碱基）修饰碱基 也称稀有碱基，种类很多，大多数是甲基也称稀有碱基，种类很多，大多数是甲基化碱基，化碱基，tRNAtRNA中含量较多，高达中含量较多，高达10%10%，如二氢，如二氢尿嘧啶尿嘧啶（（DHC）），次黄嘌呤（，次黄嘌呤（I）等。

等 3 3．磷酸（．磷酸（phosphoric acidphosphoric acid）） 4.4.核苷（核苷（nucleosidenucleoside））戊糖戊糖 ＋＋ 碱基碱基核苷的结构核苷的结构 戊戊糖糖第第1 1位位碳碳原原子子上上的的羟羟基基与与嘌嘌呤呤的的第第9 9位位氮氮原原子子或与或与嘧啶的第嘧啶的第1 1位氮原子位氮原子形成的形成的N-CN-C糖苷键糖苷键嘧啶核苷（嘧啶核苷（1’,11’,1））嘌呤核苷（嘌呤核苷（1’,91’,9））CA核糖核苷（核苷）：核糖核苷（核苷）：A A、、G G、、C C、、U U 脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dAdA、、dGdG、、dCdC、、dTdT Ø 生物体中两大类核苷：生物体中两大类核苷： 也称稀有核苷，包括三种情况：也称稀有核苷，包括三种情况：1.1.由修饰碱基和糖组成的核苷由修饰碱基和糖组成的核苷Ø 修饰核苷：修饰核苷：2.2.由非修饰碱基和由非修饰碱基和2′-O-2′-O-甲基核糖组成的核苷甲基核糖组成的核苷 (ψ) 还有一些核苷，它们的碱基不是嘌呤环，但可还有一些核苷，它们的碱基不是嘌呤环，但可把它们看作是鸟苷的衍生物，如把它们看作是鸟苷的衍生物，如Y核苷、核苷、Q核苷。

核苷 5. 5. 核苷酸核苷酸 （（nucleotide, Ntnucleotide, Nt）） 核苷酸的结构核苷酸的结构核苷＋磷酸核苷＋磷酸RNARNA中中的的核核苷苷酸酸腺苷酸腺苷酸AMP鸟苷酸鸟苷酸GMP胞苷酸胞苷酸CMP尿苷酸尿苷酸UMPDNADNA中中的的核核苷苷酸酸脱氧腺苷酸脱氧腺苷酸dAMP脱氧鸟苷酸脱氧鸟苷酸dGMP脱氧胞苷酸脱氧胞苷酸dCMP脱氧胸苷酸脱氧胸苷酸dTMP5. 5. 核苷酸核苷酸 核核苷苷上上的的戊戊糖糖羟羟基基被被磷酸酯化，形成核苷酸磷酸酯化，形成核苷酸（（1 1）（核糖）核苷酸（）（核糖）核苷酸（ribonucleotideribonucleotide））2’，，3’，，5’一核糖核苷酸一核糖核苷酸(2´-AMP)(3´-AMP)(5´-AMP)生物体内游离存在的核苷酸多是生物体内游离存在的核苷酸多是5`5`－核苷酸－核苷酸组成组成RNARNA的四种核苷酸的四种核苷酸（（2 2）脱氧（核糖）核苷酸（）脱氧（核糖）核苷酸（deoxyribonucleotidedeoxyribonucleotide））3’，，5’一脱氧核糖核苷酸一脱氧核糖核苷酸Deoxyadenosine 3’- monphosphate (3’- dAMP)Deoxyadenosine 5’- monphosphate (5’- dAMP)组成组成DNADNA的四种核苷酸的四种核苷酸 细胞内还有一些以游离形式存在的核苷酸及其衍细胞内还有一些以游离形式存在的核苷酸及其衍生物。

它们具有重要的生物学功能它们往往是核生物它们具有重要的生物学功能它们往往是核酸合成的前体、重要的辅酶和能量载体等）酸合成的前体、重要的辅酶和能量载体等）ü 多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸 ü 环化核苷酸环化核苷酸ü 辅酶类核苷酸辅酶类核苷酸（（3 3）核苷酸的重要衍生物）核苷酸的重要衍生物  细胞功能的调节分子和信号分子细胞功能的调节分子和信号分子---“第二信使第二信使”Ø 环化核苷酸环化核苷酸 核苷酸是多种辅酶的组成成分，有些辅酶核苷酸是多种辅酶的组成成分，有些辅酶本身就是特殊的核苷酸本身就是特殊的核苷酸 类似的辅酶有类似的辅酶有NADNAD+ +(CoI)(CoI)、、NADPNADP+ +(CoⅡ)(CoⅡ)、、FADFAD、、CoACoA等Ø 辅酶核苷酸辅酶核苷酸辅酶辅酶A A尼克酰胺腺嘌尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸呤二核苷酸 黄素腺嘌呤黄素腺嘌呤二核苷酸二核苷酸Ø ATP ATP类高能磷酸化合物类高能磷酸化合物 核酸合成的前体、重要的辅酶、能量的载体核酸合成的前体、重要的辅酶、能量的载体。