高中生物竞赛课件核酸的组成成分.pptx

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1、核酸分类和分布脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)：遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)：主要参与遗传信息的传递和表达过程DNA真核原核病毒：细胞核(染色体中)核外线粒体(mDNA)叶绿体(ctDNA)拟核核外：质粒(plasmid)DNA病毒核酸分类和分布xRNA主要存在于细胞质中(90%)转移RNA(tRNA)15%功能：tRNA上携带有反密码子，可转运氨基酸信使RNA(mRNA)3%5%功能：翻译蛋白质核糖体RNA(rRNA)80%功能：核糖体的组成成分小亚基 原核：16S rRNA 真核：18S r

2、RNA大亚基 原核：5S rRNA,23S rRNA 真核：5S rRNA,5.8S rRNA,28S rRNA核酸分类和分布p核内小RNA(small nuclear RNA,snRNA)p核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)p反义RNA(antisense RNA,asRNA)p双链RNA(double strand RNA,dsRNA)p非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)psiRNApmiRNApgRNAp环状RNA.RNA的加工、修饰、蛋白质的合成基因表达调控核酸的组成成分1869年 Friedrich Miescher 发现DNA

3、核酸核苷酸磷酸核苷戊糖含 氮 碱 基核糖脱氧核糖A 腺嘌呤G 鸟嘌呤C 胞嘧啶T 胸腺嘧啶U 尿嘧啶核苷酸的结构核酸的组成成分1869年 Friedrich Miescher 发现DNA3.1.1 戊 糖含氮碱3.1.3 核 苷核苷酸戊糖DNA和RNA因所含戊糖不同而分类pRNA：-D-核糖RNA中含有少量-D-2-O-甲基核糖pDNA：-D-2-脱氧核糖12核酸的组成成分通常糖环的4个原子处于同一平面，另一个原子偏离平面p若突出的原子偏向C-5一侧，称内式(endo)，若偏向另一侧，称为外式(exo)pDNA中的核糖通常为C-3内式(A-DNA)或C-2内式(B-DNA)戊糖核酸的组成成分含

4、氮碱核酸的组成成分鸟嘌呤(guanine,G)尿嘧啶(uracil,U)碱基base嘌呤Purine嘧啶PyrimidineRNA DNA 也叫5-甲基尿嘧啶，tRNA中少量存在核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物腺嘌呤(adenine,A)胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymine,T)碱基的编号N含氮碱核酸的组成成分嘧啶：C、U、T2，4-二酮基嘧啶5-甲基尿嘧啶含氮碱核酸的组成成分2-酮基-4-氨基嘧啶嘧啶：C、U、T5-甲基尿嘧啶脱氨含氮碱核酸的组成成分2-酮基-4-氨基嘧啶2,4-二酮基嘧啶2-酮基-4-氨基嘧啶2,4-二酮基嘧啶5-甲基尿嘧啶5嘧啶：C、U、T含氮碱核酸的组

5、成成分嘌呤：A，G66-氨基嘌呤262-氨基-6-酮基嘌呤含氮碱核酸的组成成分6262-氨基-6-酮基嘌呤嘌呤：A，G含氮碱核酸的组成成分6-氨基嘌呤碱基类型名称符号别称嘌呤碱腺嘌呤A6-氨基嘌呤鸟嘌呤G2-氨基-6-酮基嘌呤嘧啶碱胞嘧啶C2-酮基-4-氨基嘧啶尿嘧啶U2,4-二酮基嘧啶胸腺嘧啶T5-甲基尿嘧啶含氮碱核酸的组成成分稀 有 碱 基甲基化、乙酰化、硫化，氢化.RNA中以tRNA含修饰碱基最多(10%)含氮碱核酸的组成成分5-甲基胞嘧啶小麦DNA5-羟甲基胞嘧啶大肠杆菌噬菌体CH35-甲基胞嘧啶CH2OH5-羟甲基胞嘧啶55稀 有 碱 基含氮碱核酸的组成成分216稀 有 碱 基含氮碱

6、核酸的组成成分 含氮的碱基有烯醇式和酮式两种互变异构体，在生理pH条件下，主要以酮式存在，体内核酸大分子中的碱基也以酮式存在(对核酸中氢键结构的形成十分重要)鸟嘌呤互 变 异 构含氮碱核酸的组成成分OH胞嘧啶互 变 异 构含氮碱核酸的组成成分 含氮的碱基有烯醇式和酮式两种互变异构体，在生理pH条件下，主要以酮式存在，体内核酸大分子中的碱基也以酮式存在(对核酸中氢键结构的形成十分重要)糖C和碱基原子标号区别糖环中的碳原子标号右上角加撇“”碱基中原子的标号不加撇“”，以示区别含氮碱核酸的组成成分核苷(nucleoside)是戊糖和含氮碱生成的糖苷(N-糖甘键)，在核苷中，核糖的C1通常与嘌呤碱的N

7、9或嘧啶碱的N1相连，碱基与糖环平面互相垂直核苷核酸的组成成分腺嘌呤核苷NH2胞嘧啶核苷-糖苷键C1不对称NH2p由嘌呤形成的核苷可以有顺式和反式两种结构类型p嘧啶形成的核苷只有反式构象是稳定的，在顺式结构中，C2位的取代基与糖残基存在空间位阻顺鸟甘反鸟甘反尿甘222核苷核酸的组成成分N6-甲基腺嘌呤核苷5-羟甲基胞嘧啶核苷核苷核酸的组成成分修饰核苷稀有碱基+正常的糖修饰核苷稀有碱基+正常的糖H核苷核酸的组成成分修饰核苷正常碱基+修饰糖或其它糖RNA中少量的-D-2-O-甲基核糖核苷核酸的组成成分在tRNA中有少量尿嘧啶的第5位碳原子与核糖的1碳原子相连，这是一种碳苷，因为戊糖与碱基的连接方式

8、较特殊，也称为假尿苷修饰核苷正常碱基+正常糖，非正常糖苷键核苷核酸的组成成分取代基团的表示核苷核酸的组成成分1.核苷酸的结构和功能2.核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸p核糖有3个-OH，均可以被磷酸酯化，生成2-，3-和5-核糖核苷酸p脱氧核苷酸的五碳糖上只有2个-OH，只能生成3-和5-脱氧核苷酸Acid磷 酸Acid磷 酸核 苷核苷酸核酸的组成成分核苷酸的结构和功能p核苷符号左侧加小写字母p表示5-磷酸酯，如pA表示5-腺苷酸p右侧加p表示3-磷酸酯，Ap表示3-腺苷酸p若为2-磷酸酯，则需标明，如A2p表示2-腺苷酸(少见)pAApA2p核苷酸核酸的

9、组成成分5-腺嘌呤核糖核苷酸3-腺嘌呤核糖核苷酸2-腺嘌呤核糖核苷酸核苷酸的结构和功能p生物体内的游离核苷酸多为5-核苷酸，通常将5-磷酸核苷简称为一磷酸核苷或核苷酸p表示方法：英文缩写，脱氧核苷酸在英文前加“d”碱基别称核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸腺嘌呤(A)6-氨基嘌呤腺嘌呤核苷酸(AMP)腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)鸟嘌呤(G)2-氨基-6-酮基嘌呤鸟嘌呤核苷酸(GMP)鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP)胞嘧啶(C)2-酮基-4-氨基嘧啶胞嘧啶核苷酸(CMP)胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)尿嘧啶(U)2,4-二酮基嘧啶尿嘧啶核苷酸(UMP)胸腺嘧啶(T)5-甲基尿嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)核

10、苷酸核酸的组成成分核苷酸的结构和功能构成DNA的核苷酸构成RNA的核苷酸dAMPdGMPdTMPdCMPAMPGMPUMPCMP细胞内的游离核苷酸及其衍生物1.核苷5-多磷酸化合物核苷单磷酸进一步磷酸化(激酶作用)，形成核苷二磷酸(NDP)和核苷三磷酸(NTP)p核苷二磷酸ADP、GDP、CDP、UDPp核苷三磷酸ATP、GTP、CTP、UTPp脱氧核苷二磷酸dADP、dGDP、dCDP、dTDPp脱氧核苷三磷酸dATP、dGTP、dCTP、dTTP核苷酸核酸的组成成分合 成RNA的 原 料合 成DNA的 原 料作用核苷酸的结构和功能细胞内的游离核苷酸及其衍生物1.核苷5-多磷酸化合物核苷单磷

11、酸进一步磷酸化(激酶作用)，形成核苷二磷酸(NDP)和核苷三磷酸(NTP)p核苷二磷酸ADP、GDP、CDP、UDPp核苷三磷酸ATP、GTP、CTP、UTPp脱氧核苷二磷酸dADP、dGDP、dCDP、dTDPp脱氧核苷三磷酸dATP、dGTP、dCTP、dTTP核苷酸核酸的组成成分磷酸之间的焦磷酸键含有很高的能量，称为高能键()，是生物体内能量利用和贮存的主要物质(能量共同载体ATP)蛋白质合成由GTP供能；糖原合成由UTP供能；磷脂合成由CTP供能作用核苷酸的结构和功能细胞内的游离核苷酸及其衍生物1.核苷5-多磷酸化合物核苷单磷酸进一步磷酸化(激酶作用)，形成核苷二磷酸(NDP)和核苷三

12、磷酸(NTP)核苷酸核酸的组成成分一些辅酶的结构成分p辅酶A(CoA)p烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(辅酶I，NAD+)p烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(辅酶II，NADP+)p黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)酰基的载体(乙酰辅酶A，丙酰辅酶A)氧化还原反应作用核苷酸的结构和功能核黄素核糖醇异咯嗪AMPFMNFAD黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)烟酰胺OH若为OPO32-,则为NADP+腺嘌呤AMP烟酰胺腺嘌呤二核苷 酸(辅 酶 I，NAD+)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(辅酶II，NADP+)2.环化核苷酸p3,5-环腺苷酸(cAMP)嗅觉和味觉p3,5-环鸟苷酸(cGMP)视觉p第二信使，调节基因表达或细胞代谢p某

13、些哺乳动物细胞中还发现了cUMP和cCMP，功能不详p形成：核苷三磷酸(NTP)在相应的环化酶作用下生成的核苷酸核酸的组成成分3,5-环鸟苷 酸3,5-环 腺 苷 酸核苷酸的结构和功能3.其他多磷酸核苷酸GTP+ATPppGpp(或pppGpp)信号分子，在细胞缺乏营养的时候会合成ppGpp和pppGpp，调控转录停止，控制代谢活动，减少消耗等作用核苷酸的结构和功能核苷酸核酸的组成成分核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分GMPAMPUMPTMPCMP核苷酸的碱基具有共轭双键 结 构，故 核 苷 酸 在260nm左右有强吸收峰pH 7.0紫外吸收光谱受碱基种类和解离状态的影响，测定核苷酸的紫外吸收时

14、应注意在一定的pH下进行，利用碱基紫外吸收的差别，可以鉴定各种核苷酸（1）紫外吸收核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分GMPAMPUMPTMPCMP核苷酸的碱基具有共轭双键 结 构，故 核 苷 酸 在260nm左右有强吸收峰pH 7.0紫外吸收光谱受碱基种类和解离状态的影响，测定核苷酸的紫外吸收时应注意在一定的pH下进行，利用碱基紫外吸收的差别，可以鉴定各种核苷酸（1）紫外吸收核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分p核苷酸的磷酸基和碱基在不同pH溶液中的解离程度不同，一定条件下可形成兼性离子，但UMP和TMP的碱基碱性极弱，实际测不出含氮环的解离曲线p磷酸基一级解离曲线和碱基解离曲线的交点处pH条件下，

15、二者的解离度刚好相等，且磷酸基尚无二级解离，为核苷酸的pI（2）核苷酸的解离1）电泳分离核苷酸ppH3.5时，磷酸基一级解离完全，二级未解离，带1个单位负电荷p含氮环解离度的差别:CMP(+0.84)AMP(+0.54)GMP(+0.05)UMP(0)p所有核苷酸带净负电荷，多少各不相同，电泳时以不同的速度向正极移动，移动的速度顺序:UMPGMPAMPCMP核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分（2）核苷酸的解离四种主要核苷酸可解离基团的pK值应 用02）阳离子交换树脂分离核苷酸ppH1.0使核苷酸带净正电荷(UMP除外)，离子交换作用结合在树脂上pNaCI浓度或pH递增的缓冲液洗脱，UMP不带正电荷，首先洗脱下来，接着是GMP，因为嘌呤环同离子交换树脂的非极性吸附比嘧啶环大，抵消了电荷的差异，洗脱顺序：UMPGMPCMPAMP核苷酸的性质核苷酸核酸的组成成分（2）核苷酸的解离四种主要核苷酸可解离基团的pK值应 用0