核酸的化学组成精选课件.ppt

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1、关于核酸的化学组成第一页，本课件共有53页一、核酸的一般化学组分一、核酸的一般化学组分DNADNA、RNARNA中主要的碱基、核苷和核苷酸中主要的碱基、核苷和核苷酸 戊糖戊糖 碱基碱基 核苷核苷 核苷酸核苷酸 RNA D-D-核糖核糖 A A 腺苷腺苷A 5-A 5-腺苷酸（腺苷酸（AMPAMP）G G 鸟苷鸟苷G 5-G 5-鸟苷酸（鸟苷酸（GMPGMP）C C 胞苷胞苷C 5-C 5-胞苷酸（胞苷酸（CMPCMP）U U 尿苷尿苷U 5-U 5-尿苷酸（尿苷酸（UMPUMP）DNA D-2-D-2-脱氧核糖脱氧核糖 A A 脱氧腺苷脱氧腺苷dA 5-dA 5-脱氧腺苷酸（脱氧腺苷酸（dAM

2、PdAMP）G G 脱氧鸟苷脱氧鸟苷dG 5-dG 5-脱氧鸟苷酸（脱氧鸟苷酸（dGMPdGMP）C C 脱氧胞苷脱氧胞苷dC 5-dC 5-脱氧胞苷酸（脱氧胞苷酸（dCMPdCMP）T T 脱氧胸苷脱氧胸苷dT 5-dT 5-脱氧胸苷酸（脱氧胸苷酸（dTMPdTMP）第二页，本课件共有53页1.1.组成核酸的碱基组成核酸的碱基 腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 嘌呤嘌呤 Adenine guanine A G9NNNN12346587第三页，本课件共有53页1.1.组成核酸的碱基组成核酸的碱基 尿嘧啶尿嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 uracil cytosine thymine NN654

3、321嘧啶嘧啶U C TU C TH3C2 2，4-4-二氧嘧啶二氧嘧啶2-2-氧氧-4-4-氨基嘧啶氨基嘧啶5-5-甲基甲基-2-2，4-4-二氧嘧啶二氧嘧啶第四页，本课件共有53页l核酸中除了核酸中除了5 5类基本的碱基外，还有一些含量甚类基本的碱基外，还有一些含量甚少的碱基，称为少的碱基，称为稀有碱基稀有碱基。组成核酸的稀有碱基组成核酸的稀有碱基NNNNONNNH2OCH3I Im m5 5C CDHUDHU第五页，本课件共有53页碱基的结构特征碱基的结构特征l碱碱基基都都具具有有芳芳香香环环的的结结构构特特征征。嘌嘌呤呤环环和和嘧嘧啶啶环均呈平面或接近于平面的结构。环均呈平面或接近于平

4、面的结构。l碱碱基基的的芳芳香香环环与与环环外外基基团团可可以以发发生生酮酮式式烯烯醇醇式或胺式式或胺式亚胺式亚胺式互变异构。互变异构。第六页，本课件共有53页胺胺式式亚亚胺胺式式互互变变异异构构第七页，本课件共有53页酮酮式式烯烯醇醇式式互互变变异异构构已公认：氢原子在碱基上有固定的位置已公认：氢原子在碱基上有固定的位置第八页，本课件共有53页2.2.戊糖戊糖l组成核酸的戊糖有两种。组成核酸的戊糖有两种。DNADNA所含的戊糖所含的戊糖为为-D-2-D-2-脱氧核糖；脱氧核糖；RNARNA所含的戊糖则为所含的戊糖则为-D-D-核糖。核糖。第九页，本课件共有53页糖环的折叠构象糖环的折叠构象

5、核酸中糖环的折叠形式是一个构象问题。核酸中糖环的折叠形式是一个构象问题。所谓所谓构象构象是指化合物中可以自由转动的单键上的原子或基是指化合物中可以自由转动的单键上的原子或基团绕单键旋转或随单键扭转时产生的若干种不同的空间排团绕单键旋转或随单键扭转时产生的若干种不同的空间排列形式；列形式；构象的改变不伴随着共价键的破坏构象的改变不伴随着共价键的破坏。构型构型是指共是指共价键化合物分子中各原子在空间的相对排列关系。由于共价价键化合物分子中各原子在空间的相对排列关系。由于共价键具有方向性，所以每一分子具有一定的几何构型，如乳酸键具有方向性，所以每一分子具有一定的几何构型，如乳酸的的D和和L型、单糖的

6、型、单糖的和和型。型。构型的改变涉及共价键的破构型的改变涉及共价键的破坏坏。核酸中的戊糖只有一种构型，即核酸中的戊糖只有一种构型，即-D型，但它们的构象却有许多种。型，但它们的构象却有许多种。第十页，本课件共有53页 核酸中戊糖的五元糖环不呈一个平面，其中的核酸中戊糖的五元糖环不呈一个平面，其中的C1-O-C4这这3个原子一般在一个平面上，而个原子一般在一个平面上，而C2和和C3偏偏离平面离平面0.050.06nm，这种偏离就使糖环具有不同的这种偏离就使糖环具有不同的构象。若构象。若C2或或C3偏离平面的方向与偏离平面的方向与C5同向，则称为同向，则称为内式（内式（endo)构象；若与构象；若

7、与C5反向，则称为外式反向，则称为外式（exo）构象。构象。综合综合C2和和C3偏离平面的情况，糖环的折叠形偏离平面的情况，糖环的折叠形式有两大类：式有两大类：第十一页，本课件共有53页（1）信封式）信封式 糖环的糖环的C2和和C3中只有一个原子偏离平面则称为信封式折叠中只有一个原子偏离平面则称为信封式折叠（Envelope,简写为简写为E）。如）。如C2-endo（2E),C2-exo(E2)，C3-endo(3E),C3-exo(E3)。上述几种构象可分别上述几种构象可分别以侧视简图表示：以侧视简图表示：32C541ONC2-endo（2E)2C541ON3C3-endo(3E)C541O

8、N23C3-exo(E3)C541ON32C2-exo(E2)第十二页，本课件共有53页（2）扭转式）扭转式 糖环的糖环的C2和和C3都偏离平面而且偏离方向相反称为扭转式折叠都偏离平面而且偏离方向相反称为扭转式折叠（Twist,简写为简写为T）。如）。如C2-endo-C3-exo（23T),C2-exo-C3-endo(3T2)。上述几种构象可分别以侧视简图上述几种构象可分别以侧视简图表示：表示：32C541ONC2-endo-C3-exo（3T)23C541ONC2-exo-C3-endo(3T2)2第十三页，本课件共有53页3.3.核苷核苷(nucleoside)nucleoside)l

9、核苷由戊糖和碱基缩合而成，嘌呤的核苷由戊糖和碱基缩合而成，嘌呤的N N9 9或嘧啶的或嘧啶的N N1 1与与戊糖戊糖C-1-OHC-1-OH以以C-NC-N糖苷键相连接糖苷键相连接。dAdANNNNNH2OH HOHOCH2H HHH9 9NONOOHOCH2H HHHOH O HU1第十四页，本课件共有53页假尿苷假尿苷 胸腺嘧啶核糖核苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷（稀有核苷（tRNA）第十五页，本课件共有53页4.4.核苷酸核苷酸(nucleotide)nucleotide)l核苷酸是核苷的磷酸酯。作为核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNADNA或或RNARNA结构单元的核苷结构单元的核苷酸分别是酸

10、分别是5-5-磷酸磷酸-脱氧核糖核苷和脱氧核糖核苷和5-5-磷酸磷酸-核糖核苷。核糖核苷。第十六页，本课件共有53页第十七页，本课件共有53页核苷酸的衍生物核苷酸的衍生物ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：（1 1）ATP(ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷三磷酸)第十八页，本课件共有53页(2)(2)GTP(GTP(鸟嘌呤核糖核苷三磷酸鸟嘌呤核糖核苷三磷酸)第十九页，本课件共有53页（3 3）环化核苷酸）环化核苷酸cAMP cAMP 和和 cGMPcGMPlcAMP(3,5-cAMP(3,5-环

11、环腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸)和和 cGMP(cGMP(3,5-3,5-环环鸟鸟嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸)的的主主要要功功能能是是作作为为细细胞胞之之间间传传递递信信息息的的信信使。使。lcAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的环环状状磷磷酯酯键键是是一一个个高高能能键键。在在 pH pH 7.4 7.4 条条件件下下,cAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的水水解解能能约约为为43.9 43.9 kj/molkj/mol，比比 ATP ATP 水解能高得多。水解能高得多。第二十页，本课件共有53页（1 1）参与）参与DNADNA、RNARNA的合成、蛋白质的合成

12、、糖与磷的合成、蛋白质的合成、糖与磷脂的合成。脂的合成。（2 2）在能量转化中起重要作用，）在能量转化中起重要作用，ATPATP是生物体内能量是生物体内能量的通用货币。的通用货币。（3 3）是构成多种辅酶的成分：）是构成多种辅酶的成分：NADNAD、NADPNADP、FADFAD、FMNFMN和和CoACoA。（4 4）参与细胞中的代谢与调节（参与细胞中的代谢与调节（cAMPcAMP、cGMPcGMP）。）。5 5核苷酸的生物学作用核苷酸的生物学作用第二十一页，本课件共有53页一、核酸的一般化学组分一、核酸的一般化学组分二、核酸的修饰组分二、核酸的修饰组分三、核酸及其组分的化学反应三、核酸及其

13、组分的化学反应四、核酸组分的分离鉴定四、核酸组分的分离鉴定第一章第一章 核酸化学组分的结构和性质核酸化学组分的结构和性质第二十二页，本课件共有53页 到到目目前前为为止止，核核酸酸中中发发现现了了近近8080种种特特别别的的组组分分，它它们们绝绝大大多多数数是是基基本本组组分分的的衍衍生生物物，即即在在碱碱基基或或核核糖糖的的某某些些位位置置上上附附加加或或取取代代掉掉某某些些基基团团。把把这这些些特特别别的的组组分分称称为为修修饰饰组组分分（也也称称稀稀有有组组分分或或附附加加组组分）。分）。二、核酸的修饰组分二、核酸的修饰组分 1948 1948年年HotchkissHotchkiss在小

14、牛胸腺在小牛胸腺DNADNA中检测到中检测到5 5甲基胞嘧啶脱氧核苷，这使人们认识到，除了基甲基胞嘧啶脱氧核苷，这使人们认识到，除了基本组分外，核酸中还有一些特别的组分存在。本组分外，核酸中还有一些特别的组分存在。第二十三页，本课件共有53页1.含有修饰碱基的核苷含有修饰碱基的核苷 目前在目前在RNA和和DNA中已检测到中已检测到60多种核苷含有修多种核苷含有修饰碱基。比较简单的修饰是原有的嘌呤或嘧啶上某个饰碱基。比较简单的修饰是原有的嘌呤或嘧啶上某个原子被甲基、甲硫基、羟甲基等取代，或经脱氨、加原子被甲基、甲硫基、羟甲基等取代，或经脱氨、加氢等成为修饰组分。如：氢等成为修饰组分。如：m5C、

15、S4U、DHU、I、m6A、m7G等。等。2.含有修饰核糖的核苷含有修饰核糖的核苷 目前只发现一种修饰核糖，即核糖目前只发现一种修饰核糖，即核糖22OHOH上的上的H H原原子被甲基取代，生成子被甲基取代，生成D D22O-O-甲基核糖，如：甲基核糖，如：Cm(2-o-Cm(2-o-甲基胞苷）甲基胞苷）。含有修饰核糖的核苷只存在于。含有修饰核糖的核苷只存在于RNARNA中，其中有些是碱基和核糖同时被修饰。中，其中有些是碱基和核糖同时被修饰。第二十四页，本课件共有53页3.含有含有C-C糖苷键的核苷糖苷键的核苷 目前所知只有假尿嘧啶核苷及其衍生物属目前所知只有假尿嘧啶核苷及其衍生物属此。尿嘧啶核

16、苷中糖苷键是此。尿嘧啶核苷中糖苷键是N1-C1,而假尿苷而假尿苷（）中是中是C5-C1相连。相连。tRNA tRNA中修饰组分种类中修饰组分种类最多最多，有有6060多种。多种。rRNArRNA中的修饰组分有中的修饰组分有1010多种，其中多数是甲基化修多种，其中多数是甲基化修饰。饰。原核原核mRNAmRNA分子中至今未发现有修饰组分分子中至今未发现有修饰组分，真核真核mRNAmRNA中的修饰组分只有几种，主要是在帽子中的修饰组分只有几种，主要是在帽子结构中的结构中的m m7 7G G、m m2 22,72,7G G、m m3 32,2,72,2,7G G、NmNm和分子内部顺和分子内部顺序中

17、的序中的m m6 6A A、m m5 5C C。第二十五页，本课件共有53页4.DNA的甲基化修饰的甲基化修饰 甲基化是基因组甲基化是基因组DNA DNA 的一种主要表观遗传的一种主要表观遗传修饰形式修饰形式,是调节基因组功能的重要手段。是调节基因组功能的重要手段。DNADNA的甲基化修饰发生在的甲基化修饰发生在DNADNA中一定的碱基顺序上，中一定的碱基顺序上，而且而且呈呈180180 旋转对称旋转对称。如脊椎动物如脊椎动物DNADNA的甲基化的甲基化多数在多数在55CpG3CpG3顺序的顺序的C C上，与它互补的上，与它互补的33GpC5GpC5顺序中的顺序中的C C也是甲基化的。也是甲基

18、化的。第二十六页，本课件共有53页各种生物体中各种生物体中DNA甲基化的特征甲基化的特征90%的位点的位点特征特征脊椎动物脊椎动物植物植物大肠杆菌大肠杆菌甲基化碱基甲基化碱基甲基化顺序甲基化顺序甲基化程度甲基化程度甲基化位点的甲基化位点的180 旋转对称旋转对称性性m5dCm5dCm5dC,m6dACGCG,CXG(X=A,C,T)CCA(T)GG,GATC90%的位点的位点100%的位点的位点第二十七页，本课件共有53页n DNA DNA甲基化是表观遗传修饰的一个重要机制，它能从甲基化是表观遗传修饰的一个重要机制，它能从一个一个DNADNA序列产生不同模式的基因表达。它对正常发育序列产生不同

19、模式的基因表达。它对正常发育至关重要，其功能失常可引起癌症和其他异常。至关重要，其功能失常可引起癌症和其他异常。n 现在，研究人员利用高通量亚硫酸氢盐测序现在，研究人员利用高通量亚硫酸氢盐测序与单分子测序相结合的方法，以核苷酸分辨率获与单分子测序相结合的方法，以核苷酸分辨率获得了在胚胎干细胞中和在由它们形成的各种不同得了在胚胎干细胞中和在由它们形成的各种不同的细胞类型中的细胞类型中DNADNA甲基化的一个分布图。该分布图显甲基化的一个分布图。该分布图显示了基因组中甲基化随细胞发育（如当胚胎干细胞成熟示了基因组中甲基化随细胞发育（如当胚胎干细胞成熟成为神经细胞时）而变化的特定点。成为神经细胞时）

20、而变化的特定点。n 更具普遍意义的是，这种方法对于与发育生物学、更具普遍意义的是，这种方法对于与发育生物学、癌症和再生医学相关的细胞群的表观遗传分析将会是癌症和再生医学相关的细胞群的表观遗传分析将会是有价值的。有价值的。DNADNA甲基化修饰甲基化修饰第二十八页，本课件共有53页DNADNA甲基化修饰的作用甲基化修饰的作用E.coli中，可以保护中，可以保护DNA免受本身限制性核酸内切酶的切免受本身限制性核酸内切酶的切割，而从外界侵入的外源割，而从外界侵入的外源DNA却会被却会被E.coli的限制性核酸内的限制性核酸内切酶降解，这样就大大减少了无关种类之间的基因转移效率。切酶降解，这样就大大减

21、少了无关种类之间的基因转移效率。最近几年研究表明，最近几年研究表明，DNA甲基化在甲基化在E.coli DNA的错配修的错配修复中也有重要作用。复中也有重要作用。在高等生物中，在高等生物中，DNA甲基化可能影响蛋白质和甲基化可能影响蛋白质和DNA的的相互作用，从而调节基因的表达和胚胎发育。一些研相互作用，从而调节基因的表达和胚胎发育。一些研究结果表明，低甲基化是基因活跃转录的必要条件之究结果表明，低甲基化是基因活跃转录的必要条件之一。一。第二十九页，本课件共有53页DNADNA甲基化抑制基因转录的机理甲基化抑制基因转录的机理n用组蛋白用组蛋白HlHl与含与含CCGGCCGG序列的甲基化和非甲基

22、序列的甲基化和非甲基化化DNADNA实验后发现：甲基化达到一定程度时会实验后发现：甲基化达到一定程度时会发生从常规的发生从常规的B-DNAB-DNA向向Z-DNAZ-DNA的过渡。由于的过渡。由于Z-Z-DNADNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的元件缩入大沟而不利于基因子赖以结合的元件缩入大沟而不利于基因转录的起始。转录的起始。nDNADNA甲基化导致某些区域甲基化导致某些区域DNADNA构象变化，影响构象变化，影响蛋白质与蛋白质与DNADNA的相互作用；抑制转录因子与启的相互作用；抑制转录因子与启动区动区DNADNA的结合效率。的结合效率。第

23、三十页，本课件共有53页n用序列相同但甲基化水平不同的用序列相同但甲基化水平不同的DNADNA为材料，为材料，比较其作为比较其作为RNARNA聚合酶转录模板的活性，发现聚合酶转录模板的活性，发现甲基的引入不利于模板与甲基的引入不利于模板与RNARNA聚合酶的结合，聚合酶的结合，降低了其体外转录活性。降低了其体外转录活性。n5-5-甲基胞嘧啶在甲基胞嘧啶在DNADNA上并不是随机分布的，基上并不是随机分布的，基因的因的55端和端和33端往往富含甲基化位点，而启端往往富含甲基化位点，而启动区动区DNADNA分子上的甲基化密度与基因转录受分子上的甲基化密度与基因转录受抑制的程度密切相关。抑制的程度密

24、切相关。DNADNA甲基化抑制基因转录的机理甲基化抑制基因转录的机理第三十一页，本课件共有53页一、核酸的一般化学组分一、核酸的一般化学组分二、核酸的修饰组分二、核酸的修饰组分三、核酸及其组分的化学反应三、核酸及其组分的化学反应四、核酸组分的分离鉴定四、核酸组分的分离鉴定第一章第一章 核酸化学组分的结构和性质核酸化学组分的结构和性质第三十二页，本课件共有53页三、核酸及其组分的化学反应三、核酸及其组分的化学反应1.1.水解反应水解反应2.-2.-消除反应消除反应3.3.肼解反应肼解反应4.4.与羟胺的反应与羟胺的反应5.5.亲电取代反应亲电取代反应6.6.加成反应加成反应7.7.脱氨反应脱氨反

25、应8.8.与甲基氢氧化汞的反应与甲基氢氧化汞的反应9.9.核糖的氧化反应核糖的氧化反应第三十三页，本课件共有53页（1 1）化学水解）化学水解:N-N-糖糖苷苷键键对对碱碱稳稳定定，磷磷酸酸二二酯酯键键一一般般也也对对碱碱稳稳定定，但但RNARNA分分子子由由于于核核糖糖上上有有2-2-羟羟基基，在在碱碱催催化化下下能能生生成成2-2-核核苷苷酸酸和和3-3-核核苷苷酸。酸。DNADNA一般不被碱水解。一般不被碱水解。N-N-糖糖苷苷键键对对酸酸不不稳稳定定，嘌嘌呤呤比比嘧嘧啶啶的的糖糖苷苷键键不不稳稳定定，DNADNA比比RNARNA的的更更不不稳稳定定。磷磷酸酸二二酯酯键键对对酸酸也也不不

26、稳稳定定。DNADNA中中的的N-N-糖糖苷苷键键比比磷磷酸酸二二酯酯键键更更不不稳稳定定，一一般般得得到到的的是是游游离离碱碱基基，而而不不是是脱脱氧氧单单核核苷苷酸酸，碱碱基基脱脱落落后后变变成成多多聚聚核核糖糖磷磷酸酸，其其磷磷酸酸二二酯酯键键因因-消消除除反反应应而而断断裂。裂。RNARNA中中的的磷磷酸酸二二酯酯键键的的酸酸不不稳稳定定性性小小于于嘌嘌呤呤糖糖苷苷键键而而大大于于嘧嘧啶啶糖苷键，所以糖苷键，所以RNARNA酸水解的产物一般是嘌呤碱基和嘧啶核苷酸。酸水解的产物一般是嘌呤碱基和嘧啶核苷酸。酸酸水水解解DNADNA时时，一一般般用用甲甲酸酸、高高氯氯酸酸或或盐盐酸酸。高高氯

27、氯酸酸水水解解时时，部分胸腺嘧啶会分解，用盐酸水解时则腺嘌呤稍有分解。部分胸腺嘧啶会分解，用盐酸水解时则腺嘌呤稍有分解。1.1.水解反应水解反应第三十四页，本课件共有53页 水水解解DNADNA和和RNARNA生生成成单单核核苷苷酸酸时时，最最常常用用的的酶酶是是核核酸酸酶酶P P1 1（桔桔青青霉霉5-5-磷磷酸酸二二酯酯酶酶）和和蛇蛇毒毒磷磷酸酸二二酯酯酶酶，它它们们可可将将DNADNA和和RNARNA水水解解成成5-5-单单核核苷苷酸酸。得得到到单单核核苷苷酸酸后后，如如果果用用磷酸单酯酶或单核苷酸酶进一步水解，就得到相应的核苷。磷酸单酯酶或单核苷酸酶进一步水解，就得到相应的核苷。（2

28、2）酶水解）酶水解第三十五页，本课件共有53页 当当与与磷磷酸酸基基团团相相连连的的-碳碳原原子子上上有有强强烈烈的的吸吸电电子子基基团团存存在在时时，会会引引起起-碳碳原原子子与与氧氧原原子子之之间间化化学学键键的的断断裂裂，这个反应叫这个反应叫-消除反应。消除反应。化学法测定化学法测定DNADNA一级结构时，嘌呤碱基发生甲基化反应一级结构时，嘌呤碱基发生甲基化反应后，在中性或酸性条件下碱基脱落处的后，在中性或酸性条件下碱基脱落处的C C1 1成为醛基形式。成为醛基形式。2.2.-消除反应消除反应第三十六页，本课件共有53页-消除反应消除反应第三十七页，本课件共有53页3.3.肼解反应肼解反

29、应 肼解反应也是化学直读法测定肼解反应也是化学直读法测定DNA和和RNA顺序的重要反应。肼解反应使嘧啶顺序的重要反应。肼解反应使嘧啶开环，经过一系列中间步骤最后生成糖开环，经过一系列中间步骤最后生成糖腙，用哌啶等胺类催化进行腙，用哌啶等胺类催化进行-消除反应，消除反应，被肼解的核苷酸两边的磷酸二酯键就断裂。被肼解的核苷酸两边的磷酸二酯键就断裂。控制肼解条件，控制肼解条件，肼可选择性地只与胞嘧啶肼可选择性地只与胞嘧啶反应反应。第三十八页，本课件共有53页 肼解反应肼解反应第三十九页，本课件共有53页 羟羟胺胺（NHNH2 2OH)OH)可可与与尿尿嘧嘧啶啶和和胞胞嘧嘧啶啶反反应应，而而不不与与胸

30、胸腺腺嘧嘧啶啶、鸟鸟嘌嘌呤呤反反应应，与与腺腺嘌嘌呤呤的的反反应应速速度度比比胞胞嘧嘧啶啶低低2 2个个数数量量级级。在在pH10pH10和和9090高高温温条条件件下下，羟羟胺胺选选择择性性地地只只与与尿尿嘧嘧啶啶反反应，而不与胞嘧啶反应。应，而不与胞嘧啶反应。4.4.与羟胺的反应与羟胺的反应第四十页，本课件共有53页与羟胺的反应与羟胺的反应第四十一页，本课件共有53页 嘌呤和嘧啶碱基上存在有高的电子云嘌呤和嘧啶碱基上存在有高的电子云密度，这些部位易受到亲电试剂的攻击，密度，这些部位易受到亲电试剂的攻击，发生取代反应。烷化剂和卤素都是亲电试发生取代反应。烷化剂和卤素都是亲电试剂。常用的烷化剂

31、是硫酸二甲酯剂。常用的烷化剂是硫酸二甲酯（CH3）2SO4。5.5.亲电取代反应亲电取代反应第四十二页，本课件共有53页亲电取代反应亲电取代反应第四十三页，本课件共有53页 嘧嘧啶啶的的C C5 5和和C C6 6双双键键可可发发生生加加成成反反应应。如如尿尿嘧嘧啶啶加加氢氢后后生生成成二二氢氢尿尿嘧嘧啶啶，一一条条核核酸酸链链中中相相邻邻2 2个个嘧嘧啶啶的的C C5 5和和C C6 6间间也也可可发发生生加加成成，形形成成二二聚聚体体。胸胸腺腺嘧嘧啶啶形形成成二二聚聚体体的的反反应应力力最最强强，尿尿嘧嘧啶啶次次之之，胞胞嘧嘧啶啶最最小小。所所以以DNADNA经经紫紫外外光光照照射射后后常

32、常形形成成TTTT二二聚聚体体，这这种种DNADNA酸酸水水解解的的产产物物中中有有TTTT。鸟鸟嘌嘌呤呤C C6 6和和尿尿嘧嘧啶啶、胸胸腺腺嘧嘧啶啶C C4 4的的-C=OC=O键可与碳二亚胺（键可与碳二亚胺（HN=C=NH)HN=C=NH)发生可逆的加成反应。发生可逆的加成反应。6.6.加成反应加成反应第四十四页，本课件共有53页7.7.脱氨反应脱氨反应 核酸分子中的腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤核酸分子中的腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤在在pH4.5经亚硝酸作用脱氨分别生成尿嘧经亚硝酸作用脱氨分别生成尿嘧啶和黄嘌呤。前两个反应会使啶和黄嘌呤。前两个反应会使DNA发生突发生突变，因为次黄嘌呤和尿嘧啶可以

33、模拟鸟嘌呤变，因为次黄嘌呤和尿嘧啶可以模拟鸟嘌呤和胸腺嘧啶进行碱基配对。和胸腺嘧啶进行碱基配对。第四十五页，本课件共有53页脱氨反应脱氨反应第四十六页，本课件共有53页 甲甲基基氢氢氧氧化化汞汞可可与与鸟鸟嘌嘌呤呤、尿尿嘧嘧啶啶及及胸胸腺腺嘧嘧啶啶上上的的亚亚氨氨基基（-NH-NH-）反反应应，从从而而影影响响碱碱基基配配对对。用用卤卤化化物物离离子子、巯巯基基化化合合物物和和胺胺类类可可逆逆转转此此反反应。应。8.8.与甲基氢氧化汞的反应与甲基氢氧化汞的反应第四十七页，本课件共有53页 55核核苷苷酸酸中中核核糖糖的的22、33为为顺顺式式二二醇醇结结构构，可可被被过过碘碘酸酸氧氧化化生生成

34、成顺顺二二醛醛，然然后后用用胺胺催催化化进进行行-消消除除反反应应，使使糖糖和和5-5-磷磷酸酸间间的的C C5 5-O-O键键发发生生断断裂裂，同同时时碱碱基基也也会会脱脱落落。对对脱脱落落的的磷磷酸酸进进行行定定量分析，就能测知量分析，就能测知5-5-核苷酸的量。核苷酸的量。9.9.核糖的氧化反应核糖的氧化反应第四十八页，本课件共有53页一、核酸的一般化学组分一、核酸的一般化学组分二、核酸的修饰组分二、核酸的修饰组分三、核酸及其组分的化学反应三、核酸及其组分的化学反应四、核酸组分的分离鉴定四、核酸组分的分离鉴定第一章第一章 核酸化学组分的结构和性质核酸化学组分的结构和性质第四十九页，本课件

35、共有53页四、核酸组分的分离鉴定四、核酸组分的分离鉴定 核酸水解产生的核酸水解产生的4种一般碱基或核苷酸种一般碱基或核苷酸可用各种电可用各种电泳或层析方法进行分离，如纸电泳、凝胶电泳、纸层析、泳或层析方法进行分离，如纸电泳、凝胶电泳、纸层析、离子交换层析、薄层层析、反相层析离子交换层析、薄层层析、反相层析等。等。修饰组分修饰组分因含量很低，分离鉴定时常用同位素对因含量很低，分离鉴定时常用同位素对核酸进行体内或体外标记，并采用核酸进行体内或体外标记，并采用70年代开始发展起年代开始发展起来的纤维素双向薄层层析技术，这个方法快速、灵敏来的纤维素双向薄层层析技术，这个方法快速、灵敏而且重复性好。而且

36、重复性好。1.核酸组分的分离核酸组分的分离第五十页，本课件共有53页不不同同组组分分的的含含量量 不同组分在柱中的位置不同组分在柱中的位置上部上部中部中部下部下部不同物质分配系数不同时：不同物质分配系数不同时：第五十一页，本课件共有53页2.核酸组分的鉴定核酸组分的鉴定 鉴定核酸水解产物分离图谱中各组分时，最常用鉴定核酸水解产物分离图谱中各组分时，最常用而又最简便的方法是紫外吸收法。核酸中的碱基，包而又最简便的方法是紫外吸收法。核酸中的碱基，包括大部分已知的修饰组分，对括大部分已知的修饰组分，对260nm附近的紫外光有附近的紫外光有强烈的吸收。强烈的吸收。将核酸组分的标准样品和水解产物在同样条将核酸组分的标准样品和水解产物在同样条件下进行电泳或层析，然后在紫外灯下比较迁移件下进行电泳或层析，然后在紫外灯下比较迁移情况，就能检测到有关组分。情况，就能检测到有关组分。如果分离得到核酸水解后各组分的溶液（如柱层析如果分离得到核酸水解后各组分的溶液（如柱层析各部收集液各部收集液),则可用紫外光谱法鉴定。则可用紫外光谱法鉴定。第五十二页，本课件共有53页感感谢谢大大家家观观看看第五十三页，本课件共有53页