核酸的结构与功能 (6)精选PPT.ppt

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1、关于核酸的结构与功能(6)第1页，讲稿共85张，创作于星期二n核核 酸酸(nucleic acid)是以是以核苷酸核苷酸为基本单位的生物大分子。为基本单位的生物大分子。脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）核糖核酸（核糖核酸（ribonucleic acid,RNA）概概 述述脱氧核糖核苷酸：组成脱氧核糖核苷酸：组成DNA核糖核苷酸：组成核糖核苷酸：组成RNAn核核 酸的分类酸的分类 第2页，讲稿共85张，创作于星期二n核酸的分布及功能核酸的分布及功能存在于存在于细胞核细胞核和线粒体和线粒体 分布于细胞核、线粒体、分布于细胞核、线粒体、细胞质细胞质(d

2、eoxyribonucleic 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，并通过复制传递给下一携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。代。是是DNADNA转录的产物，参与遗传信息的转录的产物，参与遗传信息的传递与表达。某些病毒传递与表达。某些病毒RNARNA也可作为也可作为遗传信息的载体遗传信息的载体第3页，讲稿共85张，创作于星期二第一节第一节 核酸的化学组成及一级结构核酸的化学组成及一级结构n核酸的元素组成核酸的元素组成C、H、O、N、P（910%）与蛋白质比较：不含与蛋白质比较：不含S，P的含量多且的含量多且 恒定

3、。恒定。n核酸的基本结构单位核苷酸核酸的基本结构单位核苷酸核酸核酸核酸酶核酸酶核苷酸核苷酸完全水解完全水解碱基碱基戊糖戊糖磷酸磷酸第4页，讲稿共85张，创作于星期二碱基碱基(base)是含氮的杂环化合物。是含氮的杂环化合物。碱基碱基嘌呤碱嘌呤碱嘧啶碱嘧啶碱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中中主要存在于主要存在于DNA中中仅存在于仅存在于RNA中中1.碱基碱基（一）核苷酸的基本组成成分（一）核苷酸的基本组成成分第5页，讲稿共85张，创作于星期二嘌呤嘌呤(purine，Pu)腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,

4、G)第6页，讲稿共85张，创作于星期二嘧啶嘧啶(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7页，讲稿共85张，创作于星期二第8页，讲稿共85张，创作于星期二稀有碱基（稀有碱基（tRNAtRNA中最多）中最多）核酸中除了核酸中除了5种常见的碱基外，还有一些含种常见的碱基外，还有一些含量很少的碱基，称为稀有碱基，大多数为甲基化碱基。量很少的碱基，称为稀有碱基，大多数为甲基化碱基。N,N二甲基鸟嘌呤双氢尿嘧啶N6-异戊烯腺嘌呤4-巯尿嘧啶第9页，讲稿共85张，创作于星期二2.戊糖戊糖（构成（构成RNA）12

5、345核糖核糖(ribose)（构成（构成DNA）脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)OHOCH2OHOHOH第10页，讲稿共85张，创作于星期二嘌呤嘌呤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糖核苷核糖核苷。1.核苷的形成核苷的形成HNNNNN92（二）核酸的组成方式（二）核酸的组成方式OOHOHHHHCH2OHH121）核糖核苷）核糖核苷NNNH2O1糖苷键连接糖苷键连接第11页，讲稿共85张，创作于星期二嘌呤嘌呤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-糖苷键糖苷键相连相连形成形成脱氧核糖核苷。

6、脱氧核糖核苷。2）脱氧核糖核苷）脱氧核糖核苷OHOHHHHCH2OHH12NNNH2O1NNNN9NH2糖苷键连接糖苷键连接第12页，讲稿共85张，创作于星期二核糖核苷或脱氧核糖核苷与磷酸通过核糖核苷或脱氧核糖核苷与磷酸通过酯键酯键结合构成结合构成核糖核糖核苷酸核苷酸或或脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸。2.核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的形成的形成NNNN9NH2OO HO HHHHCH2H1 2OPO-HOO酯键酯键345345NNNN9NH2OHO HHHHCH2H1 2OPO-HOO酯键酯键第13页，讲稿共85张，创作于星期二n核苷酸形成核苷酸形成戊糖戊糖碱基碱基嘌呤碱嘌呤碱

7、嘧啶碱嘧啶碱核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖核苷核苷磷酸磷酸核苷酸核苷酸鸟鸟嘌嘌呤呤腺腺嘌嘌呤呤胸胸腺腺嘧嘧啶啶尿尿嘧嘧啶啶胞胞嘧嘧啶啶A G C U T第14页，讲稿共85张，创作于星期二酯键酯键腺苷腺苷一磷酸(AMP)腺苷二磷酸(ADP)腺苷三磷酸(ATP)HOn多磷酸核苷酸（磷酸基团数目）多磷酸核苷酸（磷酸基团数目）酯键酯键脱氧腺苷脱氧腺苷一磷酸(dAMP)脱氧腺苷二磷酸(dADP)脱氧腺苷三磷酸(dATP)第15页，讲稿共85张，创作于星期二cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。，是细胞信号转导中的第二信使。cAMPn环化核苷酸环化核苷酸第16页，讲稿共85张，创作于星期二核苷酸的生

8、理功能：核苷酸的生理功能：是是DNA、RNA合成的原料；合成的原料；作为辅酶的结构成分：如作为辅酶的结构成分：如NAD+（烟酰胺腺嘌呤（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）、二核苷酸）、NADP+作为能量载体：作为能量载体：ATP是能量通货；是能量通货；UTP参加糖参加糖转化、合成，转化、合成，CTP参与嘌呤、蛋白质的合成；参与嘌呤、蛋白质的合成；调节功能：调节功能：cAMP、cGMP第17页，讲稿共85张，创作于星期二一一个个核核苷苷酸酸戊戊糖糖上上3 3 羟羟基基与与另另一一个个核核苷苷酸酸5 5 的的磷磷酸酸脱脱水水缩缩合合形形成成3 3,5,5-磷酸二酯键磷酸二酯键。两两个个核核苷苷酸酸分分子子通通

9、过过3 3,5,5-磷磷酸酸二二酯键连接形成二聚核苷酸分子酯键连接形成二聚核苷酸分子.多多个个核核苷苷酸酸分分子子通通过过3 3,5,5-磷磷酸酸二二酯酯键连接就形成了键连接就形成了多核苷酸多核苷酸。3.多核苷酸的连接多核苷酸的连接第18页，讲稿共85张，创作于星期二5-末端末端3-末端末端CGA磷酸二酯键磷酸二酯键交替的磷酸和交替的磷酸和戊糖构成戊糖构成链链的的骨架骨架5 3多核苷酸链具有多核苷酸链具有方向性：方向性：5 3 有两个末端：有两个末端：5末端末端 3末端末端多聚核苷酸特点多聚核苷酸特点第19页，讲稿共85张，创作于星期二A G P5 P T PG PC PT P OH 3 5

10、pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 n多核苷酸链的表示方法多核苷酸链的表示方法第20页，讲稿共85张，创作于星期二n定义定义核核酸酸中中核核苷苷酸酸的的排排列列顺序，即核酸序列。顺序，即核酸序列。由由于于核核酸酸中中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，所以也称为所以也称为碱基序列碱基序列。55端端3端端CGA4.核酸的一级结构核酸的一级结构第21页，讲稿共85张，创作于星期二nDNA和和RNA的区别的区别核糖核糖 A、U、C、G、T和稀和稀有碱基有碱基RNA脱氧核糖脱氧核糖 A、T、C、GDNA碱基碱基核糖核糖核酸核酸第22页，讲稿共85张

11、，创作于星期二一、一、DNADNA的空间结构的空间结构(spatial structure)：定义：定义：构成构成DNADNA的所有原子在三维空间的的所有原子在三维空间的相对位置关系。相对位置关系。第二节第二节 DNADNA的空间结构与功能的空间结构与功能二级结构二级结构超级结构超级结构分类分类第23页，讲稿共85张，创作于星期二（一）、（一）、DNADNA的二级结构的二级结构1.定义：定义：主要指主要指两条两条DNA单链单链结合形成的结合形成的双螺旋结构双螺旋结构。第24页，讲稿共85张，创作于星期二第25页，讲稿共85张，创作于星期二第26页，讲稿共85张，创作于星期二3.DNA双螺旋结构

12、的特点双螺旋结构的特点（1 1）两条）两条DNA单链单链反向反向平行平行形成形成右手右手双螺旋双螺旋结构；结构；（2 2）双螺旋的）双螺旋的表面表面形成形成大沟大沟和和小沟小沟；磷酸和；磷酸和脱氧核糖脱氧核糖骨架骨架位于双位于双螺旋的螺旋的表面表面，碱基碱基位位于内侧；于内侧；3.54 nm2.37 nm小沟小沟大沟大沟第27页，讲稿共85张，创作于星期二亲亲水水性性的的磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖构构成成的的骨骨架架位于双螺旋的位于双螺旋的表面。表面。疏疏水水性性的的碱碱基基位位于于双链的双链的内侧内侧。骨架与碱基骨架与碱基第28页，讲稿共85张，创作于星期二 DNA双螺旋结构的特点双螺旋结

13、构的特点（3 3）每个）每个螺旋螺旋含含10.510.5个个碱基对，碱基对，螺距螺距3.54nm3.54nm，垂直于螺，垂直于螺旋轴相邻的旋轴相邻的碱基平面碱基平面间距离间距离0.34nm0.34nm,螺旋螺旋直径直径2.37nm2.37nm3.54 nm2.37 nm（4 4）维持双螺旋的稳定维持双螺旋的稳定的力量是的力量是碱基堆积力碱基堆积力和碱基之间的和碱基之间的氢键氢键(A=T,CG)；第29页，讲稿共85张，创作于星期二（1）氢键）氢键1：A/T（碱基互补配对（碱基互补配对）维持双螺旋结构稳定的化学键维持双螺旋结构稳定的化学键第30页，讲稿共85张，创作于星期二氢键氢键2:G/C2:

14、G/C（碱基互补配对）（碱基互补配对）第31页，讲稿共85张，创作于星期二上上下下层层碱碱基基之之间间的的疏疏水水作作用用称称为为碱碱基基堆堆积积力力(base stacking interaction)。碱碱基基堆堆积积力力和和互互补补碱碱基基对对的的氢氢键键共共同同维维系系着着DNA结构的稳定。结构的稳定。（2）碱基堆积力）碱基堆积力第32页，讲稿共85张，创作于星期二（三）（三）DNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性第33页，讲稿共85张，创作于星期二第34页，讲稿共85张，创作于星期二第35页，讲稿共85张，创作于星期二（四）（四）DNA的多链螺旋结构的多链螺旋结构 三链结构三链结

15、构 Hoogsteen氢键氢键v在酸性的溶液中，胞嘧啶的在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被质子化，原子被质子化，可与鸟嘌呤的可与鸟嘌呤的N-7原子形成氢键；同时，胞嘧原子形成氢键；同时，胞嘧啶的啶的N-4的氢原子也可与鸟嘌呤的的氢原子也可与鸟嘌呤的O-6形成氢形成氢键，这种氢键被称为键，这种氢键被称为Hoogsteen氢键。氢键。vHoogsteen氢键，不破坏氢键，不破坏Watson-Crick氢键，氢键，由此形成了由此形成了CGC的三链结构的三链结构(triplex)。第36页，讲稿共85张，创作于星期二三链结构三链结构第37页，讲稿共85张，创作于星期二真核生物真核生物DNA3 3-末

16、端末端是富含是富含GT的多次重复的多次重复序列，因而自身形成序列，因而自身形成了折叠的四链结构。了折叠的四链结构。四链结构第38页，讲稿共85张，创作于星期二四链结构四链结构鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(tetraplex)。第39页，讲稿共85张，创作于星期二DNA的高级结构第40页，讲稿共85张，创作于星期二二、DNA的高级结构是超螺旋结构DNA高级结构的定义：DNA在二级结构基础上进一步扭曲折叠形成的超螺旋结构。正超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相同负超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相反分类：（一）概述第41页，讲稿共85张，创作于星期二1.超螺旋超螺旋DN

17、A比松弛型比松弛型DNA更紧密，使更紧密，使DNA分子的分子的体积变得更小，得以包装在细胞内。体积变得更小，得以包装在细胞内。2.超螺旋会影响双螺旋分子的解旋能力，从而影响到超螺旋会影响双螺旋分子的解旋能力，从而影响到DNA与其他分子之间的相互作用。与其他分子之间的相互作用。3.超螺旋有利于超螺旋有利于DNA的转录，复制及表达调控。的转录，复制及表达调控。超螺旋结构的意义超螺旋结构的意义第42页，讲稿共85张，创作于星期二1.原核生物DNA的环状超螺旋结构（二）原核与真核生物的超螺旋结构类核结构第43页，讲稿共85张，创作于星期二 在在细细胞胞周周期期的的大大部部分分时时间间里里，DNA以以松

18、松散散的的染染色色质质(chromatin)形形式式存存在在，在在细细胞胞分分裂裂期期，则则形形成成高高度度致致密密的的染色体染色体(chromosome)。2.2.真核生物真核生物DNADNA高度有序和高度致密的结构高度有序和高度致密的结构1）染色质染色质的结构（的结构（DNA染色质的电镜图像）染色质的电镜图像）第44页，讲稿共85张，创作于星期二DNA染色质呈现出的染色质呈现出的串珠样结构串珠样结构。染色质的基本单位是染色质的基本单位是核小体核小体。核小体的结构核小体的结构核心颗粒核心颗粒2分子分子H2B、H2A、H3和和H4核心组蛋白核心组蛋白1.75圈圈DNA双链双链DNA双链双链连接

19、区连接区H1DNA双链约双链约60bp150bp150bp60bp60bp第45页，讲稿共85张，创作于星期二染色体染色体核小体相连构成串核小体相连构成串珠状的珠状的染色质细丝染色质细丝染色质细丝进一步盘绕成外径为30nm的染色质纤维空管，每圈6个核小体组成，H1位于螺旋管内侧。染色质纤维空管染色质纤维空管进一步卷曲折叠进一步卷曲折叠形成形成染色质纤维染色质纤维2）染色体的形成）染色体的形成第46页，讲稿共85张，创作于星期二真核生物DNA组装.mov第47页，讲稿共85张，创作于星期二三、三、DNA的生物学功能的生物学功能vDNA是遗传信息的载体是遗传信息的载体 DNA分分子子中中A、T、C

20、、G的的排排列列顺顺序序中中蕴蕴藏藏着遗传信息着遗传信息vDNA 为基因信息复制、转录提供模板为基因信息复制、转录提供模板 vDNA突变会引起疾病或物种变异（进化突变会引起疾病或物种变异（进化）第48页，讲稿共85张，创作于星期二第三节第三节 RNARNA分子的结构与功能分子的结构与功能功功能能：RNARNA与与蛋蛋白白质质共共同同负负责责基基因因的的表表达达和和表表达达过过程程的的调调控控。RNA分子组成分子组成：碱基：碱基A、G、C、U 核糖核糖2位都有羟基位都有羟基大小大小：RNA比比DNA小；小；通通常常以以单单链链形形式式存存在在，但但也也有有局局部部双双链链区区，具具有有二二级级结

21、结构构或或三级结构。三级结构。RNA的的种类、大小和结构种类、大小和结构远比远比DNA表现出表现出多样性多样性。第49页，讲稿共85张，创作于星期二RNA的种类、分布、功能核蛋白体核蛋白体RNA信使信使RNA转运转运RNA核内不均一核内不均一RNA核内小核内小RNA胞浆小胞浆小RNA 细胞核和胞液细胞核和胞液线粒体线粒体功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA 核蛋白体组分核蛋白体组分蛋白质合成模板蛋白质合成模板转运氨基酸转运氨基酸成熟成熟mRNA的前体的前体参与参与hnRNA的剪接、转运的剪接、转运

22、rRNA的加工、修饰的加工、修饰蛋白质内质网定位合成蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分的信号识别体的组分核仁小核仁小RNA核蛋白体核蛋白体RNA信使信使RNA转运转运RNA核内不均一核内不均一RNA核内小核内小RNA胞浆小胞浆小RNA 细胞核和胞液细胞核和胞液线粒体线粒体功功能能rRNAmRNA mt rRNAtRNAmt mRNAmt tRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA 核蛋白体组分核蛋白体组分蛋白质合成模板蛋白质合成模板转运氨基酸转运氨基酸成熟成熟mRNA的前体的前体参与参与hnRNA的剪接、转运的剪接、转运rRNA的加工、修饰的加工、修饰蛋白质内质网定

23、位合成蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分的信号识别体的组分核仁小核仁小RNA第50页，讲稿共85张，创作于星期二hnRNA 内含子(intron)mRNA 外显子(exon)一、一、信使信使RNA(messenger RNA,mRNA)（一）初级转录产物（一）初级转录产物-核不均一核不均一RNA(hnRNA)，含有外，含有外显子显子(exon)和内含子和内含子(intron)；需要经过剪切加工后成为；需要经过剪切加工后成为成熟的成熟的mRNA，作为蛋白质合成的模板作为蛋白质合成的模板。第51页，讲稿共85张，创作于星期二mRNA种类很多，但含量很少种类很多，但含量很少（25）；）；mRNA

24、寿命最短，不稳定；寿命最短，不稳定；1.成熟的真核生物成熟的真核生物mRNA的结构特点的结构特点5 非编码区非编码区3 非编码区非编码区（二）（二）mRNA第52页，讲稿共85张，创作于星期二m7G-ppp-5-mRNAmRNA1）真核生物）真核生物mRNA 5末端帽子结构末端帽子结构特点：特点：5-5连接、三个磷酸基团、含有甲基连接、三个磷酸基团、含有甲基第53页，讲稿共85张，创作于星期二第54页，讲稿共85张，创作于星期二帽子结构功能v由于甲基化，保护由于甲基化，保护mRNA不被外切酶水解不被外切酶水解,维维持其持其稳定性稳定性（NO.1）v与核糖体识别，与翻译起始相关与核糖体识别，与翻

25、译起始相关v与与CBP（cap binding protein）结合）结合 mRNA从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻译起始因子结合、译起始因子结合、mRNA稳定性的维持等均起到重要作稳定性的维持等均起到重要作用用第55页，讲稿共85张，创作于星期二2）真核生物）真核生物mRNA3末端多聚腺苷酸尾末端多聚腺苷酸尾 poly(A)AAAA.AAAA-3 80-250个个5增强增强mRNAmRNA的稳定性；的稳定性；有利于有利于mRNAmRNA从细胞核向胞质的转运；从细胞核向胞质的转运；促进促进mRNAmRNA与核糖体、翻译起始因子的结合。与核糖体、翻

26、译起始因子的结合。10-2010-20个腺苷酸单体结合一个个腺苷酸单体结合一个PABPPABPpoly(A)poly(A)结合蛋白结合蛋白 帽子结构和多聚帽子结构和多聚A A尾的功能尾的功能(结合蛋白）结合蛋白）第56页，讲稿共85张，创作于星期二 mRNA上存在遗传密码上存在遗传密码 ，从从5 至至3 方向方向 mRNA分子上由分子上由AUG开始开始，每，每3个核苷酸为一组，决定肽链上一个氨基酸个核苷酸为一组，决定肽链上一个氨基酸,称为称为一个一个密码子密码子或或三联体密码三联体密码。起始密码起始密码(initiation coden):AUG 终止密码终止密码(termination co

27、den):UAA，UAG，UGA 3）mRNA 碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列5 非编码区非编码区3 非编码区非编码区开阅放读框开阅放读框（open reading frame）:ORF第57页，讲稿共85张，创作于星期二二、转运二、转运RNA(transfer RNA,tRNA)tRNA 的功能的功能 在在蛋蛋白白质质合合成成过过程程中中作作为为各各种种氨氨基基酸酸的的载载体体,将将氨基酸转呈给核糖体。氨基酸转呈给核糖体。组组成成：tRNA由由7495核核苷苷酸酸组组成成，种种类类多多，占占细细胞胞总总RNA的的15%；稳定性：稳定性：tRNA分子具有很好的稳定

28、性。分子具有很好的稳定性。第58页，讲稿共85张，创作于星期二tRNA的结构特点的结构特点 1、tRNA中含有多种稀有碱基（中含有多种稀有碱基（10-20%）第59页，讲稿共85张，创作于星期二2、tRNA二级结构呈三叶草型二级结构呈三叶草型氨基酸氨基酸接受臂接受臂反密码子反密码子tRNA具具有有局局部部的的茎茎环环(stem-loop)结结 构构 或或发发卡卡(hairpin)结结构构，使使其其具具有有三叶草结构。三叶草结构。结构：结构：氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 TC环环 额外环额外环第60页，讲稿共85张，创作于星期二（1）tRNA的的3 端均有端均有CCA结构结构t

29、RNAtRNA的的3 3-末末端都是以端都是以CCACCA结结尾。尾。3 3-末末端的端的A A与氨基酸共价连与氨基酸共价连结，结，tRNAtRNA成为了氨基酸的成为了氨基酸的载载体体。不同的不同的tRNAtRNA可以结合可以结合不同的不同的氨基酸氨基酸。第61页，讲稿共85张，创作于星期二vtRNA的的反反密密码码子子环环上上有有一一个个由由三三个个核核苷苷酸酸构构成成的的反反密密码码子子(anticodon)。vtRNA上上的的反反密密码码子子依依照照碱碱基基互互补补的的原原则则识识别别mRNA上上的的密密码码子。子。（2）tRNA的反密码子识别的反密码子识别mRNA的密码子的密码子第62

30、页，讲稿共85张，创作于星期二3、tRNA三级结构是三级结构是倒倒 L 型型第63页，讲稿共85张，创作于星期二1.rRNA的功能的功能 rRNA和和多多种种蛋蛋白白质质结结合合形形成成一一种种大大的的核核糖糖核核蛋蛋白白颗颗粒粒，称为核糖体，是蛋白质生物合成的场所。称为核糖体，是蛋白质生物合成的场所。三、核糖体三、核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)第64页，讲稿共85张，创作于星期二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5S rRNA23S rRNA16S rRNA第65页

31、，讲稿共85张，创作于星期二 2.2.不同生物核糖体的组成不同生物核糖体的组成第66页，讲稿共85张，创作于星期二mRNA、tRNA、rRNA的功能的功能vmRNA：把把DNA所携带的遗传信息，按碱基所携带的遗传信息，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基酸排列顺序决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序vtRNA：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译白质的翻译vrRNA：参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。合成的场所。第67页，讲稿共85张，创作于星期二四、

32、细胞内其他四、细胞内其他RNAnsnmRNAs细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子RNARNA，统称，统称为为非非mRNAmRNA小小RNARNA(small(small non-messenger RNAs,non-messenger RNAs,snmRNAs)snmRNAs)。包括了核内小。包括了核内小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 nsnmRNAs的功能的功能主要参与主要参与hnRNAhnRNA和和rRNArRNA转录后的加工、转运以及基因转

33、录后的加工、转运以及基因表达的调控过程。表达的调控过程。n核酶核酶具具有有催催化化RNARNA降降解解作作用用的的小小RNARNA亦亦被被称称为为核核酶酶(ribozyme)或或催化性小催化性小RNA(catalytic RNA)。第68页，讲稿共85张，创作于星期二核酸核酸核苷酸核苷酸核酸酶核酸酶3-5磷酸二酯键磷酸二酯键碱碱基基核核糖糖磷磷酸酸多多元元酸酸高高分分子子化化合合物物第四节第四节 核酸的理化性质核酸的理化性质紫紫外外吸吸收收变变性性和和复复性性第69页，讲稿共85张，创作于星期二一、核酸的一般理化性质一、核酸的一般理化性质2.核酸的酸碱性核酸的酸碱性（磷酸基）（磷酸基）核核酸酸

34、为为多多元元酸酸，具具有有较较强强的的酸酸性性。在在酸酸性性条条件件时时比比较较稳稳定定；碱性时易降解。碱性时易降解。1.核酸的高分子性质核酸的高分子性质（高分子化合物）（高分子化合物）粘度：粘度：DNARNA dsDNA ssDNA 沉降行为沉降行为:不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大 差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。第70页，讲稿共85张，创作于星期二（一）核酸紫外吸收的原因：（一）核酸紫外吸收的原因：二、核酸的紫外吸收二、核酸的紫外吸收 嘌呤和嘧啶碱基中都含有嘌呤和嘧啶碱基中都含有共轭双键共

35、轭双键，而共轭双键具，而共轭双键具有有紫外吸收紫外吸收的性质，所以碱基乃至核苷酸都具有紫外吸收的性质。的性质，所以碱基乃至核苷酸都具有紫外吸收的性质。第71页，讲稿共85张，创作于星期二（二）核苷酸的紫外吸收光谱（二）核苷酸的紫外吸收光谱由于由于核苷酸中共轭双键的核苷酸中共轭双键的存在，所以核酸在存在，所以核酸在波长波长 260nm 处有强烈的吸收，这一特性常用作核酸处有强烈的吸收，这一特性常用作核酸的定性和定量分析。的定性和定量分析。第72页，讲稿共85张，创作于星期二1.DNA或或RNA的定量的定量 A260=1.0 相当于相当于 50g/ml 双链双链DNA(dsDNA)40g/ml 单

36、链单链DNA(ssDNA or RNA)20g/ml 寡核苷酸寡核苷酸2.确定样品中核酸的纯度确定样品中核酸的纯度 纯纯 DNA:A260/A280=1.8 纯纯 RNA:A260/A280=2.0（三）紫外吸收的应用（三）紫外吸收的应用第73页，讲稿共85张，创作于星期二三、核酸的变性、复性、杂交三、核酸的变性、复性、杂交1.定义：在某些理化因素作用下，定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开双链解开 成两条单链成两条单链的过程。的过程。2.本质：本质：双链间氢键的断裂双链间氢键的断裂。3.变性的理化因素：变性的理化因素：高温、低盐、强酸、强碱等高温、低盐、强酸、强碱等。（一）（一）DNA

37、变性变性（denaturation）第74页，讲稿共85张，创作于星期二增增色色效效应应(hyperchromic effect)：DNA变变性性时时更更多共轭双键暴露导致其溶液多共轭双键暴露导致其溶液OD260增高增高的现象。的现象。DNA解链时的紫外吸收变化解链时的紫外吸收变化4.结果：粘度降低、紫外吸收增加。结果：粘度降低、紫外吸收增加。第75页，讲稿共85张，创作于星期二DNA的解链曲线的解链曲线连连续续加加热热DNA的的过过程程中中以以温温度度相相对对于于OD260值值作作图图，所得的曲线称为所得的曲线称为解链曲线解链曲线。解链温度解链温度(melting temperature，T

38、m)解链解链过程中，紫外吸光度的变化过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所达到最大变化值的一半时所对应的温度（对应的温度（50的的DNA双双螺旋解链）。螺旋解链）。Tm与链长度、与链长度、GC含量、溶液离子强度有关。含量、溶液离子强度有关。6.加热变性的研究加热变性的研究第76页，讲稿共85张，创作于星期二G+C 含量越高，解链温度就越高。含量越高，解链温度就越高。解链曲线的变化解链曲线的变化第77页，讲稿共85张，创作于星期二当当变变性性条条件件缓缓慢慢地地除除去去后后，两两条条解解离离的的互互补补链链可可重重新新配配对对，恢恢复复原原来来的的双双螺螺旋旋结结构构，称称为为DNA复

39、性复性。减减色色效效应应：DNA复复 性性 时时，其其 溶溶 液液OD260降低。降低。（二）复性（二）复性退火退火是指热变性是指热变性DNA的两条互补单的两条互补单链缓慢冷却时形成链缓慢冷却时形成双链的过程。双链的过程。第78页，讲稿共85张，创作于星期二1.定定义义：是是指指不不同同来来源源的的单单链链核核酸酸（DNA或或RNA）通通过过碱碱基基互互补补形形成成杂杂化化双双链链，这这一一过过程程称称为为核核酸酸分分子子杂杂交交。常常用用同同位位素素或或其其他他发发光光物物质质进进行行标标记记，被被标标记记的的小小段段核核苷苷酸酸链称为链称为探针探针。2.分类：分类：DNA-DNA、DNA-

40、RNA、RNA-RNA。（三）应用：核酸分子杂交（三）应用：核酸分子杂交(hybridization)第79页，讲稿共85张，创作于星期二第第 五五 节节核核 酸酸 酶酶Nuclease第80页，讲稿共85张，创作于星期二目 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

41、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81页，讲稿共85张，创作于星期二目 录u参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要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 u体外重组DNA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 核酸酶的功能 第82页，讲稿共85张，创作于星期二小小 结结1.1.核苷酸的组成成分，主要是核苷酸的组成成分，主要是碱基的种类和一字母缩写；碱基的种类和一字母缩写；2.2.核酸的一级结构及核酸的一

42、级结构及DNADNA与与RNARNA在化学组成上的在化学组成上的区别；区别；3.DNA3.DNA二级二级双螺旋结构双螺旋结构的的特点；特点；4.4.核小体核小体的的组成组成；5.RNA5.RNA的分类及其的分类及其前三种的功能和特点前三种的功能和特点；6.6.核酸紫外吸收的原理及应用；核酸紫外吸收的原理及应用；7.7.核酸的变性、复性及核酸分子杂交；核酸的变性、复性及核酸分子杂交；8.8.名词解释：名词解释：三联体密码、变性、复性、退火、解链曲线、三联体密码、变性、复性、退火、解链曲线、TmTm值、增色效应、减色效应。值、增色效应、减色效应。第83页，讲稿共85张，创作于星期二DNA和和RNA的比较的比较第84页，讲稿共85张，创作于星期二2023/4/3感谢大家观看第85页，讲稿共85张，创作于星期二