《生物化学与分子生物学》第二章第四节核酸的理化性质.ppt

核酸的理化性质第四节n碱基是含有杂环的分子。n共轭双键具有强烈的紫外吸收。一、核酸具有强烈的紫外吸收n确定样品中DNA 或 RNA的含量n确定样品中DNA 或 RNA的纯度 核苷酸紫外吸收的应用OD260 = 1.0 等同于50g/ml 双链DNA (dsDNA)40g/ml 单链DNA (ssDNA or RNA)20g/ml 寡核苷酸纯 DNA: OD260/OD280 = 1.8纯 RNA: OD260/OD280 = 2.0n变性过程 (denaturation)：在某些理化因素作用下, 一条双链DNA (double strand DNA, 简称dsDNA) 中碱基对之间的氢键会断裂, 解离成为两条单链DNA (single strand DNA, 简称ssDNA)。n变性因素：加热、过量酸或碱 二、DNA变性是一条双链解离为两条单链的过程DNA变性过程DNA变性的电镜图片DNA变性的增色效应dsDNA ssDNA n在DNA变性过程中，它在260nm处的OD值会发生增加。这种变化称为增色效应 (hyperchromic effect)。DNA双链的解链曲线n解链曲线 (melting curve)：OD260随温度变化的曲线n解链温度 (melting temperature, Tm)：DNA的解链过程中，紫外光吸收值达到最大变化值的50%时的温度。DNA解链特性的表征n逐渐去除变性条件，两条ssDNA会缓慢地形成一条dsDNA，恢复天然的双螺旋结构，称为DNA复性 (renatuation)。 n退火 (annealing)：热变性的DNA经缓慢冷却后的复性 nDNA复性的条件：两条ssDNA之间满足碱基互补 n复性后的DNA在260nm的OD值吸收将降低到原来的水平。三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链DNA的复性n核酸分子杂交 (hybridization)：具有碱基序列互补的两条不同ssDNA、或一条ssDNA与另一条ssRNA、或两条不同ssRNA之间都可以形成双链现象。nssDNA 和 ssRNA 满足碱基互补配对核酸分子杂交 核酸分子杂交n基因结构分析nPCR扩增技术 n基因诊断n基因治疗nmRNA分离 核酸分子杂交的应用 核酸是以核苷酸为组成单元的生物信息大分子。核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。 DNA的双螺旋结构特征：右手旋向、双链同轴反向平行、表面亲水性、碱基对的氢键力和碱基堆积力。 DNA具有结构多态性：A-型、B-型、Z-性、三链、四链。 DNA双链的超螺旋结构：负超螺旋、与组蛋白组成核小体、多次盘绕和压缩形成高度致密的染色体。 DNA携带遗传信息，具有高度稳定性和高度复杂性。 RNA有编码RNA和非编码RNA。 编码RNA有mRNA，是蛋白质生物合成的模板。mRNA的5-端和3-端具有特殊结构和非编码区，中间部分的可读框是编码蛋白质的核苷酸序列。 组成性非编码RNA有tRNA和rRNA：tRNA是活化氨基酸的载体，rRNA和核糖体蛋白质构成了核糖体，为蛋白质生物合成提供场所。 调控性非编码RNA有短链非编码RNA、长链非编码RNA、环状RNA等，它们在基因表达过程中发挥着调控的作用。 碱基、核苷酸和核酸具有强烈的紫外吸收（260nm），可用来鉴定和量化DNA或RNA。 一条双链DNA可以解离成为两条互补的单链DNA，即变性。衡量双链DNA稳定性可以用解链温度。 去除变性条件后，两条互补的单链DNA可以重新形成一条双链DNA，即复性。 在满足碱基互补配对的条件下，不同种类的DNA或RNA也可以形成双链，即核酸杂交。这是分子生物学中最常见的方法，有广泛的应用。本章知识框架核酸DNARNA化学组分：碱基、戊糖、磷酸生物学功能：携带遗传信息编码RNA组成性表达：tRNA、rRNA调控性表达：短链非编码RNA、长链非编码RNA、环状RNA空间结构：非编码RNA双螺旋结构结构多态性超螺旋结构