核酸的结构与功能(3)讲稿.ppt

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1、关于核酸的结构与功能 (3)第一页，讲稿共八十九页哦核核 酸酸(nucleic acid)是以是以核苷酸核苷酸为基本组成单位的生物大分为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。子，携带和传递遗传信息。第二页，讲稿共八十九页哦一、核酸的发现和研究工作进展 w18681868年年 Fridrich Miescher Fridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素”w19441944年年 Avery Avery等人等人证实证实DNADNA是遗传物质是遗传物质w19531953年年 Watson Watson和和CrickCrick发现发现DNADNA的双螺旋结构的双螺

2、旋结构w19681968年年 Nirenberg Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码w19751975年年 Temin Temin和和BaltimoreBaltimore发发现现逆转录酶逆转录酶w19811981年年 Gilbert Gilbert和和SangerSanger建建立立DNA DNA 测序方法测序方法w19851985年年 Mullis Mullis发明发明PCR PCR 技术技术w19901990年年 美国启动美国启动人类基因组计划人类基因组计划(HGP)(HGP)w19941994年年 中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动w20012001年年 美、英等国美、

3、英等国完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架第三页，讲稿共八十九页哦二、核酸的分类及分布二、核酸的分类及分布 90%90%以上分布于细胞核，其余分布于以上分布于细胞核，其余分布于线粒线粒体、叶绿体、质粒等。体、叶绿体、质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleic acid,(deoxyribonucleic acid,DNA)DNA)(ribonucleic acid,RNA)(ribonucleic acid,RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的基携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型因型(genoty

4、pe)(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNADNA遗传信息的表达。某遗传信息的表达。某些病毒些病毒RNARNA也可作为遗传信息的载体也可作为遗传信息的载体。第四页，讲稿共八十九页哦第一节第一节核酸的化学组成及其一级结构核酸的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid第五页，讲稿共八十九页哦核酸的化学组成核酸的化学组成 1.1.元素组成元素组成C C、H H、O O、N N、P P（9 910%10%）2.2.分子组成分子组成 碱基碱基(base)(base)：嘌呤碱，嘧啶碱：嘌呤碱，嘧啶

5、碱 戊糖戊糖(ribose)(ribose)：核糖，脱氧核糖：核糖，脱氧核糖 磷酸磷酸(phosphate)(phosphate)第六页，讲稿共八十九页哦第七页，讲稿共八十九页哦嘌呤嘌呤(purine)NNNHN123456789NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)NNHNHNNH2O鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)碱碱 基基第八页，讲稿共八十九页哦NNH132456嘧啶嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)NNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)NHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)NHNHOOCH3第九页，讲稿共八十九页哦w DN

6、ADNA中含有的碱基是：中含有的碱基是：A A T T C G C G RNARNA中含有的碱基是：中含有的碱基是：A A U U C G C Gw 紫外吸收紫外吸收的特性（共轭双键）的特性（共轭双键）吸收波长：吸收波长：260nm260nm 用于用于定量测定定量测定第十页，讲稿共八十九页哦戊戊 糖糖（构成（构成RNA）12345OHOCH2OHOHOH核糖核糖(ribose)（构成（构成DNA）OHOCH2OHOH脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)第十一页，讲稿共八十九页哦核苷：核苷：AR,GR,UR,CRAR,GR,UR,CR脱氧核苷：脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCRdAR

7、,dGR,dTR,dCR一、核苷酸的结构一、核苷酸的结构1.1.核苷核苷(ribonucleoside)(ribonucleoside)的形成的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖糖苷键苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。连接形成核苷（脱氧核苷）。OHOCH2OHOHNNNH2O1 1 1 1第十二页，讲稿共八十九页哦核苷：戊糖与含氮碱基脱水缩合而生成w糖苷键11N9N1第十三页，讲稿共八十九页哦w假尿嘧啶（）核苷 的糖苷键不是C-N键，而是C-C键第十四页，讲稿共八十九页哦POOOHOHOCH2OHOHNNNH2OOHOCH2OHOHNNNH2O核苷酸：核苷酸：AMP,GMP

8、,UMP,CMPAMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMPdAMP,dGMP,dTMP,dCMP 2.2.核苷酸核苷酸(ribonucleotide)(ribonucleotide)的结构与命名的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。第十五页，讲稿共八十九页哦核苷酸的结构与命名核苷酸的结构与命名第十六页，讲稿共八十九页哦体内重要的游离核苷酸及其衍生物体内重要的游离核苷酸及其衍生物l 含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD

9、等都含有 AMPl 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMPNMP，NDPNDP，NTPNTPl 环化核苷酸环化核苷酸:cAMP:cAMP，cGMPcGMPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOHNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOHNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOHNOCH2OOHONNNNH2POOHNADPNADP+NADNAD+第十七页，讲稿共八十九页哦5 端端3 端端3.3.核苷酸的连接核苷酸的连接 核苷酸之间以核苷酸之间以3,5-3,5-磷酸二酯磷酸二酯键键连接形成多核苷连接形成多核苷酸链，即核酸。酸链，即核酸。CGA第十八页，讲稿共八十

10、九页哦二、核酸的一级结构二、核酸的一级结构定义定义:核酸中核苷酸的排列顺核酸中核苷酸的排列顺序。序。由于核苷酸间的差异由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以主要是碱基不同，所以也称为也称为碱基序列碱基序列。55端端3端端CGA第十九页，讲稿共八十九页哦A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 核酸具有方向性核酸具有方向性，一端称为，一端称为5-5-端端，另一端称为，另一端称为3-3-端端第二十页，讲稿共八十九页哦第二节第二节DNA的空间结构与功能的空间结构与功能Dimensional Struc

11、ture and Function of DNA第二十一页，讲稿共八十九页哦一、一、DNADNA的二级结构的二级结构双螺旋结构双螺旋结构第二十二页，讲稿共八十九页哦（一）（一）DNADNA双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析碱基组成分析Chargaff Chargaff 规则：规则：A=TA=T G G C C 不同种属生物的不同种属生物的DNADNA碱基碱基 组成不同组成不同 同一个体不同器官、不同组织同一个体不同器官、不同组织 的的DNADNA具有相同的碱基组成具有相同的碱基组成 第二十三页，讲稿共八十九页哦（二）（二）DNADNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （

12、Watson,Crick,1953Watson,Crick,1953）l DNADNA分子是分子是反向平行的互补反向平行的互补双链结构：双链结构：骨架：骨架：-脱氧核糖脱氧核糖-磷酸磷酸-碱基：碱基：“挂挂”在主链骨架上在主链骨架上第二十四页，讲稿共八十九页哦l DNADNA分子为分子为右手右手螺旋结构螺旋结构l 螺旋直径为螺旋直径为2nm2nm，形成大沟及小，形成大沟及小沟。沟。l 相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm0.34nm，螺旋螺旋一圈螺距一圈螺距3.4nm3.4nm，一圈，一圈1010对碱对碱基基l 维系键维系键：疏水作用力，氢键疏水作用力，氢键第二十五页，讲稿共八十九页哦

13、l 碱基堆积力：碱基堆积力：碱基平面碱基平面之间的疏水作用力之间的疏水作用力l 氢键：氢键：垂直螺旋轴居双垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱螺旋内側，与对側碱基形成基形成氢键配对氢键配对 第二十六页，讲稿共八十九页哦碱基互补配对碱基互补配对:A=T;G C第二十七页，讲稿共八十九页哦第二十八页，讲稿共八十九页哦（三）（三）DNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性第二十九页，讲稿共八十九页哦二、二、DNADNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装的超螺旋结构及其在染色质中的组装（一）（一）DNADNA的超螺旋结构的超螺旋结构超螺旋结构：超螺旋结构：DNADNA双螺旋链再盘绕双螺旋链再盘绕即形成超螺旋

14、结构。即形成超螺旋结构。第三十页，讲稿共八十九页哦正超螺旋正超螺旋(positive(positive supercoil)supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋双螺旋方同相同方同相同 负超螺旋负超螺旋(negative(negative supercoil)supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋双螺旋方向相反方向相反 第三十一页，讲稿共八十九页哦意义意义DNADNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于及其调控对于DNADNA复制和复制和RNARNA转录过程具有关键转录过程具有关键作用。作用。第三十二页，讲稿共八十

15、九页哦（二）原核生物（二）原核生物DNA的高级结构的高级结构第三十三页，讲稿共八十九页哦（三）（三）DNADNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装 真核生物染色体由真核生物染色体由DNADNA和蛋白和蛋白质构成，其基本单位是质构成，其基本单位是 核小体核小体(nucleosome)(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNADNA：约约200bp 200bp 组蛋白：组蛋白：H1H1H2AH2A，H2BH2BH3H3H4H4第三十四页，讲稿共八十九页哦真核生物中的核小体结构：真核生物中的核小体结构：DNA DNA 双螺旋形成超螺双螺旋形成超螺旋结构，再与核内的旋结构，

16、再与核内的蛋白质结合，形成蛋白质结合，形成核核小体小体的结构的结构DNA DNA 缠绕八聚体缠绕八聚体 1.751.75圈圈，然后与，然后与H1H1连接，形成串珠状连接，形成串珠状结构结构第三十五页，讲稿共八十九页哦第三十六页，讲稿共八十九页哦第三十七页，讲稿共八十九页哦三、三、DNA的功能的功能DNADNA的基本功能是以的基本功能是以基因基因的形式荷载遗传信息的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，基因从结构上定义，是指是指DNADN

17、A分子中的特定分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。能。第三十八页，讲稿共八十九页哦第三十九页，讲稿共八十九页哦第四十页，讲稿共八十九页哦基因（基因（genegene）:DNADNA分子中具有特定生物学功分子中具有特定生物学功能的片段能的片段基因组（基因组（genomegenome）：一个生物体的全部：一个生物体的全部DNADNA序序列称。列称。基因组的大小与生物的复杂性有关基因组的大小与生物的复杂性有关，如病毒，如病毒SV40SV40的基因组大小为的基因组大小为5.15.110103 3bpbp，大肠杆菌，大肠杆菌为为5.75.710

18、106 6bpbp，人为，人为3 310109 9bpbp。第四十一页，讲稿共八十九页哦第三节第三节 RNARNA的结构与功能的结构与功能Structure and Function of RNA第四十二页，讲稿共八十九页哦w RNARNA通常以通常以单链形单链形式式存在，但也可形存在，但也可形成成局部的双螺旋结局部的双螺旋结构构。w RNARNA分子的分子的种类较种类较多，分子大小变化多，分子大小变化较大，功能多样化。较大，功能多样化。第四十三页，讲稿共八十九页哦RNA的种类、分布、功能的种类、分布、功能核核蛋蛋白白体体RNA信信使使RNA转转运运RNA核核内内不不均均一一RNA核核内内小小

19、RNA胞胞浆浆小小RNA 细细胞胞核核和和胞胞液液线线粒粒体体功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA 核核蛋蛋白白体体组组分分蛋蛋白白质质合合成成模模板板转转运运氨氨基基酸酸成成熟熟mRNA的的前前体体参参与与hnRNA的的剪剪接接、转转运运rRNA的的加加工工、修修饰饰蛋蛋白白质质内内质质网网定定位位合合成成的的信信号号识识别别体体的的组组分分核核仁仁小小RNA核核蛋蛋白白体体RNA信信使使RNA转转运运RNA核核内内不不均均一一RNA核核内内小小RNA胞胞浆浆小小RNA 细细胞胞核核和和胞胞液液

20、线线粒粒体体功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA 核核蛋蛋白白体体组组分分蛋蛋白白质质合合成成模模板板转转运运氨氨基基酸酸成成熟熟mRNA的的前前体体参参与与hnRNA的的剪剪接接、转转运运rRNA的的加加工工、修修饰饰蛋蛋白白质质内内质质网网定定位位合合成成的的信信号号识识别别体体的的组组分分核核仁仁小小RNA第四十四页，讲稿共八十九页哦一一、信使、信使RNA(messenger RNA)5-帽子结构帽子结构 编码序列编码序列 3-多聚多聚A结构结构第四十五页，讲稿共八十九页哦*mRNA mRN

21、A结构特点结构特点1.1.大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的5 5 末端均在转录后加上一个末端均在转录后加上一个7-7-甲甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的基鸟苷，同时第一个核苷酸的C C 2 2也是甲基化，形也是甲基化，形成帽子结构：成帽子结构：m m7 7GpppN-GpppN-。2.2.大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的3 3 末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(polyA)结构，称为结构，称为多聚多聚A A尾尾。第四十六页，讲稿共八十九页哦帽子结构帽子结构55第四十七页，讲稿共八十九页哦mRNAmRNA核内向胞质的转位核内向胞质的转位mRNAmRNA的稳定性维

22、系的稳定性维系翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子结构和多聚帽子结构和多聚A A尾的功能尾的功能第四十八页，讲稿共八十九页哦编码区：编码区：mRNAmRNA分子中分子中每三个相邻每三个相邻的核苷酸组成一的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为，这种核苷酸三联体称为遗传密码（遗传密码（codencoden）功能功能:为为蛋白质的合成提供模板蛋白质的合成提供模板第四十九页，讲稿共八十九页哦*mRNA mRNA的功能的功能:为蛋白质的合成提供模板为蛋白质的合成提供模板把把DNADNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则所携

23、带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 第五十页，讲稿共八十九页哦*tRNAtRNA的一级结构特点的一级结构特点 tRNAtRNA是分子最小是分子最小(70(709090个核苷酸）个核苷酸）含含 10-20%10-20%稀有碱基稀有碱基，如，如 DHUDHU、等等 3 3 末端末端为为 C

24、CA-OH CCA-OH(氨基酸臂）氨基酸臂）5 5 末端大多数为末端大多数为G G 具有具有 T T C C 二、转运二、转运RNA(transfer RNA)RNA(transfer RNA)第五十一页，讲稿共八十九页哦NNHNHNNOCH3CH3NNNHNNHCH2CHCCH3CH3NHNHOOHHHHNHNHSON,N二甲基鸟嘌呤二甲基鸟嘌呤N6-异戊烯腺嘌呤异戊烯腺嘌呤双氢尿嘧啶双氢尿嘧啶4-巯尿嘧啶巯尿嘧啶 稀有碱基稀有碱基 第五十二页，讲稿共八十九页哦*tRNA tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 T

25、C TC环环氨基酸臂氨基酸臂额外环额外环第五十三页，讲稿共八十九页哦3OH 端可以结合氨基酸反密码环可以与mRNA上的密码子配对将合适的氨基酸携带到合适的位置tRNAtRNA的功能：作为各种氨基酸的转运载体在蛋白质合的功能：作为各种氨基酸的转运载体在蛋白质合成中转运氨基酸原料成中转运氨基酸原料第五十四页，讲稿共八十九页哦 tRNATyr:可以和Tyr结合的tRNA Tyr-tRNATyr:结合了Tyr的tRNA 命名原则：命名原则：第五十五页，讲稿共八十九页哦*tRNA tRNA的三级结构的三级结构 倒倒L L形形*tRNA tRNA的功能的功能活化、搬运氨基酸活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋

26、白质到核糖体，参与蛋白质的翻译。的翻译。第五十六页，讲稿共八十九页哦三、核蛋白体三、核蛋白体RNA(ribosomal RNA)RNA(ribosomal RNA)*rRNArRNA的功能的功能参与组成核蛋白体参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成，作为蛋白质生物合成的场所的场所。rRNArRNA是细胞中是细胞中含含量最多量最多的的RNARNA，占总量的占总量的80%80%。第五十七页，讲稿共八十九页哦*rRNA rRNA的种类（根据沉降系数）的种类（根据沉降系数）真核生物真核生物5S rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物原核生物5S rRNA23S rRNA16S

27、 rRNA第五十八页，讲稿共八十九页哦核蛋白体的组成核蛋白体的组成第五十九页，讲稿共八十九页哦四四 、其他小分子、其他小分子RNARNA及及RNARNA组学组学除了上述三种除了上述三种RNARNA外，细胞的不同部位存在外，细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子的许多其他种类的小分子RNARNA，统称为，统称为非非mRNAmRNA小小RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs)RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs)snmRNAssnmRNAs第六十页，讲稿共八十九页哦snmRNAssnmRNAs的种类的种类核内小核内小RNARN

28、A核仁小核仁小RNARNA胞质小胞质小RNARNA催化性小催化性小RNARNA小片段干涉小片段干涉 RNA RNA snmRNAssnmRNAs的功能的功能参与参与hnRNAhnRNA和和rRNArRNA的加工和转运。的加工和转运。第六十一页，讲稿共八十九页哦RNARNA组学研究细胞中组学研究细胞中snmRNAssnmRNAs的种类、结构的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下细胞在不同时间、不同状态下snmRNAssnmRNAs的表达具的表达具有时间和空间特异性。有时间和空间特异性。RNARNA组学组学第六十二页，

29、讲稿共八十九页哦四、四、其他非编码其他非编码RNA参与基因表达的调控参与基因表达的调控长链非编码长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）n非编码非编码RNA（Non-coding RNA,ncRNA）不编码蛋白质但具有重要生物学功能的不编码蛋白质但具有重要生物学功能的RNA分子。分子。短链（小）非编码短链（小）非编码RNA（small non-coding RNA,sncRNA）第六十三页，讲稿共八十九页哦n ncRNA 功能功能 参与转录调控、参与转录调控、RNA的剪切和修饰、的剪切和修饰、mRNA的稳的稳定和翻译调控、蛋白质的稳定和转运、染色体的形成定和翻译

30、调控、蛋白质的稳定和转运、染色体的形成和结构稳定等细胞重要功能和结构稳定等细胞重要功能 n lncRNA 功能功能 lncRNA在结构上类似于在结构上类似于mRNA，但序列中不存在开放，但序列中不存在开放读框。许多已知的读框。许多已知的lncRNAs由由RNA聚合酶聚合酶转录并经可变转录并经可变剪切形成，通常被多聚腺苷酸化。剪切形成，通常被多聚腺苷酸化。lncRNA具有复杂的生具有复杂的生物学功能，并与一些疾病的发病机制密切相关。有的物学功能，并与一些疾病的发病机制密切相关。有的lncRNA能使基因沉默，有的则激活基因的表达。能使基因沉默，有的则激活基因的表达。第六十四页，讲稿共八十九页哦l核

31、内小核内小RNAl核仁小核仁小RNAl胞质小胞质小RNAl催化性小催化性小RNAl小干涉小干涉 RNA l微微 RNAn短链非编码短链非编码RNA亦称为非编码小亦称为非编码小RNA（small non-messenger RNA）第六十五页，讲稿共八十九页哦 核内小核内小RNA（small nuclear RNA,snRNA）位于细胞核内。）位于细胞核内。snRNA有有5种，分别称为种，分别称为U1、U2、U4、U5、U6，它们与多种，它们与多种蛋白形成复合体，参与真核细胞蛋白形成复合体，参与真核细胞hnRNA的内含子加工剪接（第的内含子加工剪接（第十六章）。十六章）。核仁小核仁小RNA（sm

32、all nucleolar RNA,snoRNA）：定位于核仁，）：定位于核仁，主要参与主要参与rRNA的加工和修饰，如的加工和修饰，如rRNA中核糖中核糖C-2 的甲基化的甲基化修饰。修饰。胞质小胞质小RNA（small cytoplasmic RNA,scRNA）：存在于细胞质）：存在于细胞质中，参与形成信号识别颗粒，引导含有信号肽的蛋白质进入内中，参与形成信号识别颗粒，引导含有信号肽的蛋白质进入内质网定位合成（第十七章）。质网定位合成（第十七章）。第六十六页，讲稿共八十九页哦 催化性小催化性小RNA亦被称为核酶（亦被称为核酶（ribozyme）。是细胞内具有催）。是细胞内具有催化功能的一

33、类小分子化功能的一类小分子RNA，具有催化特定，具有催化特定RNA降解的活性，降解的活性，在在RNA的剪接修饰中具有重要作用。的剪接修饰中具有重要作用。小干扰小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）是生物宿主对于）是生物宿主对于外源侵入基因表达的双链外源侵入基因表达的双链RNA进行切割所产生的具有特定长度进行切割所产生的具有特定长度（2123 bp）和特定序列的小片段）和特定序列的小片段RNA。这些。这些siRNA可以单可以单链形式与外源基因表达的链形式与外源基因表达的mRNA相结合，并诱导相应相结合，并诱导相应mRNA降解降解。第六十七页，讲稿共八十九页哦n微微

34、RNA（microRNAs,miRNAs）是一类长度为是一类长度为22nt左右的内源性左右的内源性sncRNA。miRNAs主要是通过结合主要是通过结合mRNA而选择性调控基因而选择性调控基因的表达。的表达。第六十八页，讲稿共八十九页哦核核 酸酸 的的 理理 化化 性性 质质The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid第第 四四 节节第六十九页，讲稿共八十九页哦一、核酸的一般理化性质一、核酸的一般理化性质w 核酸具有核酸具有酸性酸性；w DNADNA分子粘度大；分子粘度大；RNA RNA 分子粘度小分子粘度小w 能吸收能吸收紫外紫外光

35、，最大吸收峰为光，最大吸收峰为260260nmnm。可用。可用于核酸的定性和定量测定。于核酸的定性和定量测定。第七十页，讲稿共八十九页哦第七十一页，讲稿共八十九页哦1.DNA1.DNA或或RNARNA的定量的定量ODOD260260=1.0=1.0相当于相当于5050g/mlg/ml双链双链DNADNA40g/ml40g/ml单链单链DNADNA（或（或RNARNA）20g/ml20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2.2.判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度DNADNA纯品纯品:ODOD260260/OD/OD280 280=1.8=1.8RNARNA纯品纯品:ODOD260260/OD/OD280

36、280=2.0=2.0ODOD260260的应用的应用第七十二页，讲稿共八十九页哦二、二、DNADNA的变性的变性(denaturation)(denaturation)定义定义：在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNADNA双链双链解开成解开成两条两条单链单链的过程。的过程。方法：方法：过量酸，碱，过量酸，碱，加热加热，变性试剂如尿素、，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：增色效应增色效应 粘度下降粘度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸碱滴定曲线改变酸碱滴定曲线改变生

37、物活性丧失生物活性丧失第七十三页，讲稿共八十九页哦DNADNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性的本质是双链间氢键的断裂第七十四页，讲稿共八十九页哦例：变性引起紫外吸收值的改变例：变性引起紫外吸收值的改变DNADNA的紫外吸收光谱的紫外吸收光谱增色效应：增色效应：DNADNA变性时其溶液变性时其溶液ODOD260260增高的现象。增高的现象。第七十五页，讲稿共八十九页哦热变性解链曲线解链曲线：如果在如果在连续加热连续加热DNADNA的过程中的过程中以 温 度 对以 温 度 对 A 2 6 0A 2 6 0（absorbanceabsorbance，A A，A260A260代表溶液在代表溶液在26

38、0nm260nm处的吸光率）值作图，处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲所得的曲线称为解链曲线线。第七十六页，讲稿共八十九页哦TmTm：变性是在一个相当：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在窄的温度范围内完成，在这一范围内，这一范围内，紫外光吸紫外光吸收值达到最大值的收值达到最大值的50%50%时的温度时的温度称为称为DNADNA的解链的解链温 度温 度，又 称，又 称融 解 温 度融 解 温 度(melting(melting temperature,Tm)temperature,Tm)。第七十七页，讲稿共八十九页哦Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C的含量越高，则Tm越高

39、。第七十八页，讲稿共八十九页哦三、三、DNADNA的复性的复性 DNADNA复性复性(renaturation)(renaturation)的定义的定义在适当条件下，变性在适当条件下，变性DNADNA的两条互补链可恢复天的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为然的双螺旋构象，这一现象称为复性复性。减色效应减色效应DNADNA复性时，其溶液复性时，其溶液ODOD260260降低。降低。热变性的热变性的DNADNA经缓慢冷却后即可复性，这一过经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为程称为退火退火(annealing)(annealing)。第七十九页，讲稿共八十九页哦 两条来源不同的单链核酸（D

40、NA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，在适宜的条件（温度及离子强度）下，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。四、分子杂交与探针技术第八十页，讲稿共八十九页哦第八十一页，讲稿共八十九页哦 核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA杂交。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。第八十二页，讲稿共八十九页哦探针技术探针技术w利用核酸的分子杂交，可以确定或寻找不同物利用核酸的分子杂交，可以确定或寻找不同物种中具有同源顺序的种中具有同源顺序的DNADNA或或RNARNA片段。片段。第八十三页，讲稿共八十九页哦w在核酸杂交分析过程中

41、，常将已知顺序在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用的核酸片段用放射性同位素放射性同位素或或生物素生物素进进行行标记标记。这种带有。这种带有一定标记的已知顺序一定标记的已知顺序的核酸片段的核酸片段称为称为探针探针。第八十四页，讲稿共八十九页哦核酸分子杂交的应用核酸分子杂交的应用研究研究DNADNA分子中某一种基分子中某一种基因的位置因的位置定两种核酸分子间的序列定两种核酸分子间的序列相似性相似性检测某些专一序列在待检测某些专一序列在待检样品中存在与否检样品中存在与否是基因芯片技术的基础是基因芯片技术的基础 第八十五页，讲稿共八十九页哦第五节第五节 核核 酸酸 酶酶 Nuclease第八

42、十六页，讲稿共八十九页哦核酸酶核酸酶是指所有可以水解核酸的酶是指所有可以水解核酸的酶依据底物不同分类依据底物不同分类DNADNA酶酶(DNase)(DNase)：专一降解专一降解DNADNA。RNARNA酶酶 (RNase)(RNase)：专一降解专一降解RNARNA。依据切割部位不同依据切割部位不同核酸内切酶：核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。内切酶。核酸外切酶：核酸外切酶：5 5 33 或或3 3 55 核酸外切酶。核酸外切酶。第八十七页，讲稿共八十九页哦u参与参与DNADNA的合成与修复及的合成与修复及RNARNA合成后的剪接等重要合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程基因复制和基因表达过程 u负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸也可以清除侵入细胞的外源性核酸 u在消化液中降解食物中的核酸以利吸收在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 u 体外重组体外重组DNADNA技术中的重要工具酶技术中的重要工具酶 生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解 核酸酶的功能核酸酶的功能 第八十八页，讲稿共八十九页哦感谢大家观看感谢大家观看第八十九页，讲稿共八十九页哦