核酸结构与功能讲稿.ppt

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1、目目 录录关于核酸结构与功能第一页，讲稿共八十九页哦核核 酸酸(nucleic acid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。携带和传递遗传信息。第二页，讲稿共八十九页哦核酸的发现和研究工作进展核酸的发现和研究工作进展 1868年年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素”1944年年 Avery等人等人证实证实DNA是遗传物质是遗传物质1953年年 Watson和和Crick发现发现DNA的双螺旋结构的双螺旋结构(1962)1968年年 Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码(1968)1975

2、年年 Temin和和Baltimore发发现现逆转录酶逆转录酶(1975)1981年年 Gilbert和和Sanger建建立立DNA 测序方法测序方法(1980)1985年年 Mullis发明发明PCR 技术技术(1993)1990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)1994年年 中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动2001年年 美、英等国美、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，讲稿共八十九页哦核酸的分类及分布核酸的分类及分布存在存在于细胞核和于细胞核和线粒体线粒体 分布于细胞核、细胞质、分布于细胞核、细胞质、线粒体线粒体(deox

3、yribonucleic acid,DNA)(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，并通过复制传递携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。给下一代。是是DNADNA转录的产物，参与遗传信转录的产物，参与遗传信息的表达。某些病毒息的表达。某些病毒RNARNA也可作也可作为遗传信息的载体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核酸(

4、DNA和和RNA)核苷酸核苷酸核苷和脱氧核苷核苷和脱氧核苷磷酸磷酸戊糖戊糖碱基碱基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖核酸组成核酸组成 第六页，讲稿共八十九页哦分子组成分子组成碱基碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱：嘌呤碱，嘧啶碱戊糖戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖：核糖，脱氧核糖磷酸磷酸(phosphate)一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位第七页，讲稿共八十九页哦碱基碱基(base)是含氮的杂环化合物。是含氮的杂环化合物。碱基碱基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶存在于存在于DNA和和RNA中中仅存在于仅

5、存在于RNA中中仅存在于仅存在于DNA中中碱基碱基第八页，讲稿共八十九页哦嘌呤嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)第九页，讲稿共八十九页哦嘧啶嘧啶(pyrimidine，Py)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)第十页，讲稿共八十九页哦n碱基的互变异构体碱基的互变异构体第十一页，讲稿共八十九页哦N,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 第十二页，讲稿共八十九页哦戊糖戊糖（构成（构成RNA）1

6、2345核糖核糖(ribose)（构成（构成DNA）脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)第十三页，讲稿共八十九页哦脱氧核苷脱氧核苷嘌呤嘌呤N-9 或或嘧啶嘧啶N-1与脱氧核糖与脱氧核糖C-1 通过通过-N-糖苷糖苷键键相连形成相连形成脱氧核苷脱氧核苷(deoxyribonucleoside)。第十四页，讲稿共八十九页哦 嘌呤嘌呤N-9-9或或嘧啶嘧啶N-1-1与核糖与核糖C-1C-1 通过通过-N-糖苷键糖苷键相相连形成连形成核苷核苷(ribonucleoside)。核苷核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH12糖苷键糖苷键第十五页，讲稿共八十九页哦核苷或脱氧核苷与磷酸通过核苷

7、或脱氧核苷与磷酸通过酯键酯键结合构成结合构成核苷酸核苷酸(ribonucleotide)或或脱氧核苷酸脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。核苷酸核苷酸(ribonucleotide)NNNN9NH2OO HO HHHHCH2H1 2OPO-HOO糖苷键糖苷键酯键酯键第十六页，讲稿共八十九页哦多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸第十七页，讲稿共八十九页哦环化核苷酸：环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转是细胞信号转导中的第二信使。导中的第二信使。cAMP核苷酸衍生物核苷酸衍生物第十八页，讲稿共八十九页哦含核苷酸的生物活性物质：含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH

8、、FAD 等都含有等都含有 AMPNADP+NAD+第十九页，讲稿共八十九页哦二、二、DNA是脱氧核苷酸通过是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连磷酸二酯键连接形成的大分子接形成的大分子一一个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸3 3 的的羟羟基基与与另另一一个个核核苷苷酸酸5 5 的的-磷磷酸酸基基团团缩缩合合形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键(phosphodiester bond)。多多个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸通通过过磷磷酸酸二二酯酯键键构构成成了了具具有有方方向向 性性的的 线线 性性 分分 子子，称称 为为多多 聚聚 脱脱 氧氧 核核 苷苷 酸酸(polydeoxynucleotide)，即即DNA链链。

9、第二十页，讲稿共八十九页哦5-末末端端3-末末端端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键第二十一页，讲稿共八十九页哦交交替替的的磷磷酸酸基基团团和和戊戊糖糖构构 成成 了了DNA的的 骨骨 架架 (backbone)。DNA链的方向是链的方向是5 5 3 3 第二十二页，讲稿共八十九页哦三、三、RNA也是具有也是具有3,5-磷酸二酯键的线磷酸二酯键的线性大分子性大分子RNA也也是是多多个个核核苷苷酸酸分分子子通通过过酯酯化化反反应应形形成成的线性大分子，并且具有方向性；的线性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。

10、第二十三页，讲稿共八十九页哦n定义定义核核酸酸中中核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序。序。由由于于核核苷苷酸酸间间的的差差异异主主要要是是碱碱基基不不同同，所所以以也称为也称为碱基序列碱基序列。55端端3端端CGA四、核酸的一级结构是核四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序苷酸的排列顺序第二十四页，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 第二十五页，讲稿共八十九页哦核核酸酸分分子子的的大大小小常常用用碱碱基基(base或或kilobase)数数目目来来表表示。示。小小 的的 核核

11、 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。第二十六页，讲稿共八十九页哦DNA和和RNA的区别的区别核糖核糖 G、C、A、URNA脱氧核糖脱氧核糖 G、C、A、TDNA碱基碱基核糖核糖核酸核酸第二十七页，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 Structure and Function of DNA第二十八页，讲稿共八十九页哦DNADNA的的空空间间结结构构又又分分为为二二级级结结构构

12、(secondary structure)和高级结构。和高级结构。DNA的空间结构的空间结构(spatial structure)构成构成DNA的所有原子在三维空间具有的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。确定的相对位置关系。第二十九页，讲稿共八十九页哦目目 录录一、一、DNA的二级结构的二级结构双螺旋结构双螺旋结构第三十页，讲稿共八十九页哦（一）（一）DNA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 规则：规则：A=TG=C 碱基的理化数据分析碱基的理化数据分析A-T、G-C以以氢键氢键配对较合理配对较合理 DNA纤维的纤维的X-线衍射图谱分析线

13、衍射图谱分析 目目 录录第三十一页，讲稿共八十九页哦（二）（二）DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）DNADNA分分子子由由两两条条相相互互平平行行但但走走向向相相反反的的脱脱氧氧多多核核苷苷酸酸链链组组成成，两两链链以以-脱脱氧氧核核糖糖-磷磷酸酸-为为骨骨架架，以以右右手手螺螺旋旋方方式式绕绕同同一一公公共共轴轴盘盘。螺螺旋旋直直径径为为2 2nm，形形成成大大 沟沟(major groove)及及 小小 沟沟(minor groove)相间。相间。目目 录录 模型要点模型要点-15 3 第三十二页，讲稿共八十九页哦碱碱基基垂垂直直螺螺旋旋轴轴居

14、居双双螺螺旋旋内内側側，与与对对側側碱碱基基形形成成氢氢键键配配对对（互互补配对形式：补配对形式：A=T;G C）。相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm，螺螺旋一圈螺距旋一圈螺距3.4nm，一圈，一圈10对对碱碱基。基。目目 录录 模型要点模型要点-2第三十三页，讲稿共八十九页哦目目 录录碱基互补配对碱基互补配对 TAGC第三十四页，讲稿共八十九页哦氢氢键键维维持持双双链链横横向向稳稳定定性性，碱碱基基堆堆积积力力维维持持双双链链纵纵向向稳稳定性定性。目目 录录 模型要点模型要点-3第三十五页，讲稿共八十九页哦目目 录录Watson-Crick双螺旋结构模型双螺旋结构模型(B-DNA)

15、要点：要点：（1）反平行双链：脱氧核糖）反平行双链：脱氧核糖-磷酸骨架位于外侧，磷酸骨架位于外侧，碱基对位于内侧碱基对位于内侧（2）碱基互补配对：）碱基互补配对：AT配对（两个氢键），配对（两个氢键），GC配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴（3）右手双螺旋：螺距为）右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径为，直径为2.0 nm，10bp/圈圈第三十六页，讲稿共八十九页哦目目 录录（4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别别DNA碱基序列的基础碱基序列的基础（5）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向稳定，）维持

16、结构稳定的力量：氢键维持双链横向稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定碱基堆积力维持螺旋纵向稳定（6）意义）意义:阐明了阐明了DNA的二级结构的二级结构;为复制机制作了解释为复制机制作了解释第三十七页，讲稿共八十九页哦目目 录录（三）（三）DNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性第三十八页，讲稿共八十九页哦目目 录录第三十九页，讲稿共八十九页哦目目 录录 DNA double helix类型类型 helix type bp/turn rotation/bp vertical rise/bp helical d A 11 +34.7 2.56A 23A B 10 +34.0 3.38A 19A C

17、9.33 +38.6 3.32A 19A Z 12 -30.0 5.71A 18A第四十页，讲稿共八十九页哦目目 录录（四）（四）DNA的多链螺旋结构的多链螺旋结构在在酸酸性性的的溶溶液液中中，胞胞嘧嘧啶啶的的N-3原原子子被被质质子子化化，可可与与鸟鸟嘌嘌呤呤的的N-7原原子子形形成成氢氢键键；同同时时，胞胞嘧嘧啶啶的的N-4的的氢氢原原子子也也可可与与鸟鸟嘌嘌呤呤的的O-6形形成成氢氢键键，这这种种氢氢键键被称为被称为Hoogsteen氢键。氢键。Hoogsteen氢键氢键Hoogsteen氢氢键键，不不破破坏坏Watson-Crick氢氢键键，由由此此形形成了成了CGC的三链结构的三链结

18、构(triplex)。第四十一页，讲稿共八十九页哦目目 录录三链结构三链结构第四十二页，讲稿共八十九页哦目目 录录鸟嘌呤之间通过鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的氢键形成特殊的四四链结构链结构(tetraplex)。四四链结构链结构第四十三页，讲稿共八十九页哦目目 录录真核生物真核生物DNA3 3-末端末端是是富含富含GT的多次重复序列，的多次重复序列，因而自身形成了折叠的四链结因而自身形成了折叠的四链结构。构。第四十四页，讲稿共八十九页哦目目 录录二、二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的超螺旋结构及其在染色质中的组装的组装（一）（一）DNA的超螺旋结构的超螺旋结构超螺旋结构超螺

19、旋结构(superhelix 或或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)盘绕盘绕方向与方向与DNA双螺旋方同相同双螺旋方同相同 负超螺旋负超螺旋(negative supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNA双螺旋方向相反双螺旋方向相反 第四十五页，讲稿共八十九页哦目目 录录第四十六页，讲稿共八十九页哦目目 录录意义意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于化及其调控对于DNA复制和复制和RNA转录过程具转录过程具有关键作用。有关键作用。第四十

20、七页，讲稿共八十九页哦目目 录录（二）原核生物（二）原核生物DNA的高级结构的高级结构第四十八页，讲稿共八十九页哦目目 录录（三）（三）DNA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真核核生生物物染染色色体体由由DNA和和蛋蛋白白质质构构成成，其其基基本本单位是单位是 核小体核小体(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4第四十九页，讲稿共八十九页哦目目 录录第五十页，讲稿共八十九页哦目目 录录第五十一页，讲稿共八十九页哦目目 录录三、三、DNA的功能的功能DNA的的基基本本功功能能是是以以基基因因的的形形式式

21、荷荷载载遗遗传传信信息息，并并作作为为基基因因复复制制和和转转录录的的模模板板。它它是是生生命命遗遗传传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基基因因从从结结构构上上定定义义，是是指指DNA分分子子中中的的特特定定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。第五十二页，讲稿共八十九页哦目目 录录第三节第三节 RNA的结构与功能的结构与功能Structure and Function of RNA第五十三页，讲稿共八十九页哦目目 录录RNARNA的结构特点的结构特点RNARNA是是单单链链分分子子，因因此此在在

22、RNARNA分分子子中中，嘌嘌呤呤的的总总数数不不一一定等于嘧啶的总数。定等于嘧啶的总数。RNARNA分分子子中中，部部分分区区域域也也能能形形成成双双螺螺旋旋结结构构，这这种结构称为种结构称为“发夹型发夹型”结构结构。在在RNARNA的的双双螺螺旋旋结结构构中中，碱碱基基的的配配对对情情况况不不象象DNADNA中中严严格格。G G 除除了了可可以以和和C C 配配对对外外，也也可可以以和和U U 配配对对。G-G-U U 配配对对形形成成的的氢氢键键较较弱弱。不不同同类类型型的的RNA,RNA,其其二二级级结结构有明显的差异。构有明显的差异。tRNAtRNA中中除除了了常常见见的的碱碱基基外

23、外，还还存存在在一一些些稀稀有有碱碱基基，这类碱基大部分位于突环部分这类碱基大部分位于突环部分.第五十四页，讲稿共八十九页哦目目 录录RNA的种类、分布、功能的种类、分布、功能第五十五页，讲稿共八十九页哦一一、信使、信使RNA的结构与功能的结构与功能hnRNA 非编码区非编码区mRNA *mRNA成熟过程成熟过程 编码区编码区目目 录录第五十六页，讲稿共八十九页哦目目 录录*mRNA结构特点结构特点1.大大多多数数真真核核mRNA的的5末末端端均均在在转转录录后后加加上上一一个个7-甲基鸟苷甲基鸟苷,形成形成帽子结构帽子结构：m7GpppN。2.大多数真核大多数真核mRNA的的3末端有一个多聚

24、腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为结构，称为多聚多聚A尾尾。第五十七页，讲稿共八十九页哦目目 录录帽子结构帽子结构第五十八页，讲稿共八十九页哦目目 录录mRNA核内向胞质的转位核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系的稳定性维系翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子结构和帽子结构和多聚多聚A尾的功能尾的功能第五十九页，讲稿共八十九页哦目目 录录*mRNA的功能的功能 把把DNA所所携携带带的的遗遗传传信信息息，按按碱碱基基互互补补配配对对原原则则，抄抄录录并并传传送送至至核核糖糖体体，用用以以决决定定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录

25、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 第六十页，讲稿共八十九页哦目目 录录*tRNA的一级结构特点的一级结构特点 含含 1020%稀有碱基稀有碱基，如，如 DHU 3末端为末端为 CCA-OH 5末端大多数为末端大多数为G 具有具有 T C 二、转运二、转运RNA的结构与功能的结构与功能第六十一页，讲稿共八十九页哦目目 录录N,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 第六十二页，讲稿共八

26、十九页哦目目 录录*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环：环：识别氨酰识别氨酰-tRNA合成酶合成酶 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环：环：识别核蛋白体识别核蛋白体氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环第六十三页，讲稿共八十九页哦目目 录录*tRNA的三级结构的三级结构 倒倒L形形*tRNA的功能的功能识识别别密密码码子子、搬搬运运特特定定氨氨基基酸酸到到核核糖糖体体，参与蛋白质的翻译。参与蛋白质的翻译。第六十四页，讲稿共八十九页哦目目 录录*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 rRNA18

27、S rRNA原核生物原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNA三、核蛋白体三、核蛋白体RNA的结构与功能的结构与功能第六十五页，讲稿共八十九页哦目目 录录核蛋白体的大小亚基核蛋白体的大小亚基第六十六页，讲稿共八十九页哦目目 录录核蛋白体的组成核蛋白体的组成原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸18S1874个核苷酸蛋白质21种占总重量的40%33种占总重量的50%大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸120个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸160个核苷酸120个核苷酸蛋白质31种占总重量的30%49

28、种占总重量的35%第六十七页，讲稿共八十九页哦目目 录录*rRNA的结构的结构*rRNA的功能的功能参参与与组组成成核核蛋蛋白白体体，作作为为蛋蛋白白质质生生物物合合成成的的场所。场所。真核生物18S rRNA第六十八页，讲稿共八十九页哦目目 录录四四、其他小分子、其他小分子RNA及及RNA组学组学除除了了上上述述三三种种RNA外外，细细胞胞的的不不同同部部位位存存在在的的许许多多其其他他种种类类的的小小分分子子RNA，统统称称为为非非mRNA小小RNA(small non-messenger RNAs,snmRNAs)。snmRNAs第六十九页，讲稿共八十九页哦目目 录录snmRNAs的的种

29、类种类核内小核内小RNARNA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 RNARNA snmRNAs的的功能功能参与参与hnRNA和和rRNA的加工和转运以及基的加工和转运以及基因表达调控等。因表达调控等。第七十页，讲稿共八十九页哦目目 录录 克雷格梅洛（右）和安德鲁法尔 (siRNA介导的RNA干涉，2006诺贝尔生理学与医学奖）第七十一页，讲稿共八十九页哦目目 录录RNAi作作用机制用机制第七十二页，讲稿共八十九页哦目目 录录RNARNA组组学学研研究究细细胞胞中中snmRNAs的的种种类类、结结构构和和功功能能。同同一一生生物物体体

30、内内不不同同种种类类的的细细胞胞、同同一一细细胞胞在在不不同同时时间间、不不同同状状态态下下snmRNAs的的表表达达具具有时间和空间特异性。有时间和空间特异性。RNARNA组学组学第七十三页，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 节节目目 录录第七十四页，讲稿共八十九页哦目目 录录一、核酸的一般理化性质与紫外吸收一、核酸的一般理化性质与紫外吸收l酸性化合物、线性高分子酸性化合物、线性高分子l不同构象的核酸分子在离心时和电泳时不同构象的核酸分子在离心时和电泳时的

31、行为不一样的行为不一样第七十五页，讲稿共八十九页哦目目 录录紫外吸收紫外吸收第七十六页，讲稿共八十九页哦1.DNA或或RNA的定量的定量OD260=1.0相当于相当于50 g/ml双链双链DNA40g/ml单链单链DNA（或（或RNA）20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2.判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度DNA纯品纯品:OD260/OD280=1.8RNA纯品纯品:OD260/OD280=2.0OD260的应用的应用目目 录录第七十七页，讲稿共八十九页哦二、二、DNA的变性的变性(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，DNA双链解开成两条双链解开成两条单

32、链的过程。单链的过程。方法：方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。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：OD260增高增高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物活性丧失生物活性丧失目目 录录第七十八页，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DNA的紫外吸收光谱的紫外吸收光谱增色效应：增色效应：DNA变性时其溶液变性时其溶液OD260增高的现象。增高的现象。目目 录录第七十九页，讲稿共八十

33、九页哦热变性热变性解解链链曲曲线线：如如果果在在连连续续加加热热DNADNA的的过过程程中中以以温温度度对对A260A260（absorbanceabsorbance，A A，A260A260代代表表溶溶液液在在260nm260nm处处的的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。目目 录录第八十页，讲稿共八十九页哦 Tm：变变性性是是在在一一个个相相当当窄窄的的温温度度范范围围内内完完成成，在在这这一一范范围围内内，紫紫外外光光吸吸收收值值达达到到最最大大值值的的50%时时的的温温度度称称为为DNA的的解解链链温温度度，又又称称融融解解温温度度(melti

34、ng temperature,Tm)。其其大大小小与与DNA的的分分子子大大小小和和G+C含量成正比。含量成正比。目目 录录第八十一页，讲稿共八十九页哦三、三、DNA的复性与分子杂交的复性与分子杂交 DNA复性复性(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的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为天然的双螺旋构象，这一现象称为复性复性。减色效应减色效应DNA复性时，其溶液复性时，其溶液OD260降低。降低。热变性的热变性的DNA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)

35、。目目 录录第八十二页，讲稿共八十九页哦目目 录录在在DNA变变性性后后的的复复性性过过程程中中，如如果果将将不不同同种种类类的的DNA单单链链分分子子或或RNA分分子子放放在在同同一一溶溶液液中中，只只要要两两种种单单链链分分子子之之间间存存在在着着一一定定程程度度的的碱碱基基配配对对关关系系，在在适适宜宜的的条条件件（温温度度及及离离子子强强度度）下下，就就 可可 以以 在在 不不 同同 的的 分分 子子 间间 形形 成成杂杂 化化 双双 链链(heteroduplex)。这这种种杂杂化化双双链链可可以以在在不不同同的的DNA与与DNA之之间间形形成成，也也可可以以在在DNA和和RNA分分

36、子子间间或或者者RNA与与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。核酸分子杂交核酸分子杂交(hybridization)第八十三页，讲稿共八十九页哦目目 录录第八十四页，讲稿共八十九页哦目目 录录DNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性 不同来源的不同来源的DNA分子分子第八十五页，讲稿共八十九页哦目目 录录第八十六页，讲稿共八十九页哦目目 录录核酸分子杂交的应用核酸分子杂交的应用研究研究DNA分子中某一种基因的位置分子中某一种基因的位置确定两种核酸分子间的序列相似性确定两种核酸分子间的序列相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否检测

37、某些专一序列在待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 第八十七页，讲稿共八十九页哦目目 录录第第 五五 节节 核核 酸酸 酶酶 Nuclease第八十八页，讲稿共八十九页哦目目 录录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DNA酶酶(deoxyribonuclease,DNase)：专一降解专一降解DNA。RNA酶酶(ribonuclease,RNase)：专一降解专一降解RNA。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分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：核酸外切酶：53或或35核酸外切酶。核酸外切酶。第八十九页，讲稿共八十九页哦