核酸化学学习教案.pptx

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1、会计学1核酸核酸(h sun)化学化学第一页，共50页。导导 学学1.1.掌握核酸的分子组成和一级结构概念；DNA双螺旋碱基配对规则；维持双螺旋结构稳定的主要因素。2.2.熟悉核酸的理化性质和各类RNA的结构特点(tdin)3.3.了解DNA双螺旋模型要点和三级结构。第1页/共49页第二页，共50页。教学内容教学内容第一节 核苷酸的组成与结构第二节 核酸的分子结构第三节 核酸的理化(lhu)性质第2页/共49页第三页，共50页。DNA（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸(h tn h sun)）RNA（核糖核酸（核糖核酸(h tn h sun)）mRNA（信使（信使(xnsh)RNA）tRNA（转运（

2、转运RNA）rRNA（核糖体（核糖体RNA）核酸核酸(h sun)第3页/共49页第四页，共50页。第一节第一节 核苷酸的组成核苷酸的组成(z chn)与结构与结构n n核酸(h sun)的基本组成单位：核苷酸n n主要组成元素：C、H、O、N、Pn nP平均含量：9%10%第4页/共49页第五页，共50页。一、核苷酸的组成一、核苷酸的组成(z chn)核酸(h sun)核苷酸 核苷核苷磷酸磷酸 碱基碱基 戊糖戊糖第5页/共49页第六页，共50页。（一）戊糖（一）戊糖RNA DNA第6页/共49页第七页，共50页。二、碱基二、碱基腺嘌呤腺嘌呤 (adenine,A)(adenine,A)鸟嘌呤

3、鸟嘌呤 (guanine,G)(guanine,G)胞嘧啶胞嘧啶(m dn)(cytosine,C)(m dn)(cytosine,C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)(thymine,T)(m dn)(thymine,T)尿嘧啶尿嘧啶(m dn)(uracil,U)(m dn)(uracil,U)嘌呤(piolng)(purine)嘧啶嘧啶(m dn)(pyrimidine)第7页/共49页第八页，共50页。腺嘌呤（腺嘌呤（A A）（6-6-氨基嘌呤）氨基嘌呤）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）（2-2-氨基氨基(nj)-6-(nj)-6-氧嘌呤）氧嘌呤）嘌呤(piolng)第8页/共49页第九页，共50

4、页。嘧啶嘧啶(m dn)胞嘧啶（胞嘧啶（C C）（2-2-氧氧,4-,4-氨基氨基(nj)(nj)嘧啶）嘧啶）胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m(m dn)dn)（T T）（5-5-甲基尿嘧甲基尿嘧啶啶(m dn)(m dn)）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）（2 2，4-4-二氧嘧啶）二氧嘧啶）第9页/共49页第十页，共50页。（三）磷（三）磷 酸酸第10页/共49页第十一页，共50页。RNARNA和和DNADNA组成组成(z chn)(z chn)A G CA G C U UA G CA G C T TD-D-核糖核糖D-2-D-2-脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸(ln(ln sun)sun)磷酸磷酸(ln(ln s

5、unsun)胞质胞质胞核胞核主要碱基主要碱基戊糖戊糖磷酸磷酸部位部位RNARNADNADNA第11页/共49页第十二页，共50页。二、核苷酸的结构二、核苷酸的结构(jigu)（一）核苷与脱氧核苷（碱基+戊糖）第12页/共49页第十三页，共50页。（二）核苷酸和脱氧核苷酸（核苷（二）核苷酸和脱氧核苷酸（核苷+磷酸磷酸(ln(ln sun)sun)）碱基碱基|磷酸磷酸(ln sun)戊糖戊糖糖苷键磷酸酯键核苷核苷酸磷酸磷酸(ln sun)通常连在戊糖的第通常连在戊糖的第5位碳原子上位碳原子上第13页/共49页第十四页，共50页。核苷酸或脱氧核苷酸核苷酸或脱氧核苷酸第14页/共49页第十五页，共50

6、页。（三）二磷酸（三）二磷酸(ln sun)或三磷酸或三磷酸(ln sun)核核苷苷第15页/共49页第十六页，共50页。cAMP cGMP第16页/共49页第十七页，共50页。第二节第二节 核酸核酸(h sun)的结构的结构第17页/共49页第十八页，共50页。一、一、3，5-磷酸二酯键和多聚核苷酸链磷酸二酯键和多聚核苷酸链n n单核苷酸之间的连接(linji)键：3,5-磷酸二酯键 n n核酸链的二个游离末端:5磷酸基末端 n n 3羟基末端n n书写方向：5 3（一）核酸的连接（一）核酸的连接(linji)方式方式第18页/共49页第十九页，共50页。核核酸酸的的连连接接(linji)方

7、方式式5磷酸(ln sun)基末端3羟基(qingj)末端3,5-磷酸二酯键第19页/共49页第二十页，共50页。5 p G pC pA pT pT-OH 35 G C A T T 3 OH5 3PPPPP G C A T TG C A T T（二）核酸（二）核酸(h sun)的表示简式的表示简式第20页/共49页第二十一页，共50页。二、二、DNA的分子结构的分子结构(fn z ji u)（一）DNA的一级结构(jigu)由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四种脱氧核苷酸通过3，5-磷酸二酯键按一定顺序排列而成的高分子化合物。即：DNA分子中脱氧核苷酸残基的排列顺序第21页/共49页第二

8、十二页，共50页。（二）（二）（二）（二）DNADNA的二级结构的二级结构的二级结构的二级结构(jigu)(jigu)1、DNA的碱基组成规律(gul)Chargaff 规则n 不同物种的DNA碱基组成不同n 同一生物体的不同组织(zzh)的DNA的碱基n 组成相同n A=T，G=C，A+G=T+C第22页/共49页第二十三页，共50页。DNA 的碱基配对的碱基配对(jin j pi du)第23页/共49页第二十四页，共50页。2 2、DNADNA的二级结构的二级结构(jigu)(jigu)双螺旋结构双螺旋结构(jigu)(jigu)19531953年，年，WatsonWatson和和Cri

9、ckCrick提出提出(t ch)(t ch)双螺旋双螺旋结构模型结构模型第24页/共49页第二十五页，共50页。第25页/共49页第二十六页，共50页。DNADNA双螺旋结构双螺旋结构(jigu)(jigu)特点特点n n反向平行，右手螺旋n n碱基在螺旋内侧，磷酸(ln sun)核糖的骨架在外侧n n直径2nm，螺距3.4nm，10碱基对/圈n nA=T，GCn n稳定双螺旋：氢键（横向）n n 碱基堆砌力（纵向）第26页/共49页第二十七页，共50页。（三）（三）DNADNA的三级结构的三级结构(jigu)(jigu)DNA在二级结构(jigu)基础上双螺旋进一步扭曲或盘绕形成更加复杂的

10、超螺旋结构(jigu)第27页/共49页第二十八页，共50页。真核生物真核生物DNADNA中基因的排布中基因的排布(pi b)(pi b)特点特点n生物体的遗传特征主要由DNA决定(judng)，细胞内每一种蛋白质的氨基酸序列以及每一种RNA的核苷酸序列都是由DNA的核苷酸序列编码的n基因(gene)：是编码有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核酸序列n基因组：一个细胞或病毒携带的一整套遗传信息，或整套基因第28页/共49页第二十九页，共50页。三、三、RNARNA的种类的种类(zhngli)(zhngli)和分子结构和分子结构n n四种核糖核苷酸通过3，5-磷酸二酯键连接而成的多聚核糖核

11、苷酸链RNA一级结构(jigu)n n三类：mRNA、tRNA、rRNA第29页/共49页第三十页，共50页。（一）（一）tRNAtRNA功能：转运氨基酸1、tRNA的一级结构单链分子(fnz)含有稀有碱基，3/末端为CCA-OH结构（连接 氨基酸部位）第30页/共49页第三十一页，共50页。2.2.tRNAtRNA的的的的二二二二级级级级结结结结构构构构三叶草型三叶草型第31页/共49页第三十二页，共50页。tRNA二级结构(jigu)特点：氨基酸接受臂：3/末端为-CCA-OH，连接AADHU环反密码环（与mRNA的密码子互补配对）TC环可变环（tRNA分类的依据）第32页/共49页第三十

12、三页，共50页。3 3 3 3、tRNAtRNAtRNAtRNA的三级结构的三级结构的三级结构的三级结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)连接连接(linji)氨基酸氨基酸与密码子配对与密码子配对(pi du)第33页/共49页第三十四页，共50页。（二）（二）mRNAmRNAm7Gppp AUG GUG UAA AAA An535 帽子帽子(mo zi)结构结构 密码子密码子 3 多聚多聚A尾尾1、结构(jigu)：第34页/共49页第三十五页，共50页。mRNA的的5 帽子帽子(mo zi)结构结构m7GpppN第35页/共49页第三十六页，共50页。n n“帽子结构”的作用

13、：n n 防止(fngzh)mRNA被降解n n 蛋白质生物合成时被起始因子识别的标志n nPoly A的作用：引导mRNA由胞核转移到胞质第36页/共49页第三十七页，共50页。2、功能：蛋白质生物合成的膜板mRNA分子中每三个相邻(xin ln)的碱基代表1个氨基酸密码子第37页/共49页第三十八页，共50页。功能：功能：与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成场所与蛋白质结合形成核蛋白体，是蛋白质生物合成场所(chn su)结构：结构：核蛋白体有大、小两个亚基组成核蛋白体有大、小两个亚基组成（三）（三）rRNArRNA第38页/共49页第三十九页，共50页。70S80S50S30S60

14、S40S31 proteins23S RNA5S RNA21 proteins16S RNA49 proteins28S RNA5.8S RNA33 proteins18S RNA原核原核(yun h)真核真核大亚基大亚基小亚基小亚基大亚基大亚基小亚基小亚基第39页/共49页第四十页，共50页。第40页/共49页第四十一页，共50页。（四）其他（四）其他(qt)小分子小分子RNAn n核内小RNA（snRNA）n n胞质小RNA（scRNA）n n小片段干扰(gnro)RNA（siRNA）n n催化性小RNA（small catalytic RNA）n n核酶：具有催化活性的RNA第41页/共

15、49页第四十二页，共50页。第三节第三节 核酸核酸(h sun)的理化性的理化性质质一、核酸(h sun)的紫外吸收 最大吸收峰：260nm第42页/共49页第四十三页，共50页。二、变性二、变性(binxng)与复性与复性1.核酸的变性：在某些理化因素作用下（温度、酸碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补双链之间氢键断裂(dun li)，使双螺旋结构松散变成单链的过程。2.核酸的复性：又称退火，变性核酸在一定条件下如温度逐步恢复到生理范围内，两条互补链重新恢复天然的双螺旋构象。第43页/共49页第四十四页，共50页。核酸的变性(binxng)核酸的复性第44页/共49页第四十五页，共50页。n

16、 n增色(zn s)效应：核酸在变性过程中260nm波长吸收值（A260）增加n n减色效应：核酸在复性过程中260nm波长吸收值（A260）减小第45页/共49页第四十六页，共50页。DNA加热加热(ji r)50%DNA发生发生(fshng)变性变性此时此时(c sh)的温度的温度熔点熔点 Tm第46页/共49页第四十七页，共50页。三、三、核酸分子核酸分子(fnz)杂杂交交 退火退火(tu hu)不同来源(liyun)的核酸经变性和复性的过程，其中一些局部碱基互补片段在复性时形成杂化双链，此过程称分子杂交。加热第47页/共49页第四十八页，共50页。分子探针分子探针:带有某种标记带有某种标记(bioj)(bioj)物的分子，如核苷酸物的分子，如核苷酸链片段链片段 退火退火(tu hu)加热(ji r)第48页/共49页第四十九页，共50页。2006-9第五章 核酸(h sun)化学50感谢您的观看(gunkn)。第49页/共49页第五十页，共50页。