核酸的化学精选PPT.ppt

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1、关于核酸的化学第1页，讲稿共120张，创作于星期二一、核酸的概念和重要性概念：核酸是一类重要的生物大分子，在生物体内负责生命信息的储存和传递。重要性：(1)DNA是主要遗传物质 (2)RNA的功能多样性第2页，讲稿共120张，创作于星期二1868(瑞士)MEISCHER-从脓球发现“核素”1889 奥尔特曼(R.Altman)把“核素”改为核酸 1953 WATSON，CRICK-DNA双螺旋1973 BOYER，COHEN-DNA Cloning(克隆）1976 DNA Sequencing(序列分析）1990 Human Genome Project(人类基因组计划)二、核酸的发现二、核酸

2、的发现第3页，讲稿共120张，创作于星期二三、核酸的生物学功能核酸是生物遗传的物质基础，核酸是生物遗传的物质基础，各种生物遗传信息储存于各种生物遗传信息储存于DNA的核苷酸序列中，蛋的核苷酸序列中，蛋白质的结构是由核酸决定白质的结构是由核酸决定的。的。第4页，讲稿共120张，创作于星期二 真核生物 原核生物DNA 细胞核（98%）细胞质（类核部分)细胞质（少量）质粒DNA 线粒体（少量）病毒DNA 叶绿体（少量）等RNA 细胞质（90%）细胞质 核仁（少量）病毒RNA注：生物细胞都含有DNA和RNA；病毒中要么只含DNA，要么只含RNA。(如H7N9就属于RNA病毒）四、核酸的分布四、核酸的分

3、布第5页，讲稿共120张，创作于星期二核酸的种类和分布核酸的种类和分布脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)主要在细胞核主要在细胞核核糖核酸核糖核酸(RNA)主要在细胞质主要在细胞质原核原核细胞细胞染色体染色体DNA：集中在核区：集中在核区染色体外基因：染色体外基因：质粒质粒DNA三类三类RNA：主要分布在核外主要分布在核外tRNA:结构大小基本相同结构大小基本相同真核真核生物生物染色体染色体DNA：在核内：在核内染色体外基因：是线粒体、染色体外基因：是线粒体、叶绿体等细胞器含有的叶绿体等细胞器含有的DNArRNA和和mRNA:结构大小差结构大小差异较大。异较大。真核生物细胞器有自身的真核生物细胞

4、器有自身的tRNA 、rRNA和和mRNArRNA含量最丰富。含量最丰富。mRNA种种类最多。类最多。病毒病毒只含只含DNA，或只含，或只含RNA如：如：HIV是单链是单链RNA病毒病毒RNA种类、结构很多种类、结构很多。第6页，讲稿共120张，创作于星期二五、核酸的种类1、脱氧核糖核酸（DNA，细胞核）2、核糖核酸（RNA，细胞质）第7页，讲稿共120张，创作于星期二1 脱氧核糖核酸（DNA）DNA为双链分子，其中大多数是线形结构大分子，也有少部分呈环状结构，第8页，讲稿共120张，创作于星期二2 核糖核酸（RNA）RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。RNA为

5、单链分子。根据RNA的功能，可以分为lmRNA、tRNA和rRNA三种 第9页，讲稿共120张，创作于星期二*mRNA、tRNA和rRNAmRNA：占全部RNA的5%，可以作为合成蛋白质的直接模板.其主要功能是”转录”DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成.tRNA：占全部RNA的15%，在蛋白质合成中起转运氨基酸的功能。rRNA：占全部RNA的80%，是构成核糖体的成分，是蛋白质生物合成的场所.第10页，讲稿共120张，创作于星期二第二节 核酸的化学组成一、核酸的元素组成二、核酸的基本组成单位核苷酸第11页，讲稿共120张，创作于星期二一、核酸的元素组成组成核酸的基本元素：C、H、O、N、P；

6、其中P 的含量比较稳定，占9%-10%，通过测定P 的含量来推算核酸的含量（定磷法）:核酸含量=含P量X10.5 DNA平均含磷量为9.9%，RNA为9.4%。任何核酸都含磷酸，所以核酸呈酸性。第12页，讲稿共120张，创作于星期二二、核酸的基本组成单位-核苷酸第13页，讲稿共120张，创作于星期二核酸的化学组成 核 酸（RNA、DNA）核苷酸磷酸核苷戊糖碱基核糖（RNA）脱氧核糖（DNA）A、G、C、UA、G、C、T第14页，讲稿共120张，创作于星期二组成核酸的基本化合物组成核酸的基本化合物1、嘌呤和嘧啶碱基(少量稀有碱基)2、戊糖 3、核苷4、磷酸 5 核苷酸第15页，讲稿共120张，创

7、作于星期二1 12 23 34 45 56 69 97 78 81 12 23 34 45 56 6第16页，讲稿共120张，创作于星期二 1 碱基 腺嘌呤鸟嘌呤嘌 呤第17页，讲稿共120张，创作于星期二2.碱基：嘌嘌呤呤碱碱第18页，讲稿共120张，创作于星期二嘧 啶尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶第19页，讲稿共120张，创作于星期二嘧嘧啶啶碱碱第20页，讲稿共120张，创作于星期二 核酸中也核酸中也存在一些不存在一些不常见的稀有常见的稀有碱基。稀有碱基。稀有碱基的种类碱基的种类很多，大部很多，大部分是上述碱分是上述碱基的甲基化基的甲基化产物。产物。附附:稀有碱基稀有碱基第21页，讲稿共120张，创

8、作于星期二稀有嘌呤碱基：稀有嘌呤碱基：第22页，讲稿共120张，创作于星期二稀有嘧啶碱基：稀有嘧啶碱基：第23页，讲稿共120张，创作于星期二2、戊糖 组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为-D-核糖。(一、D,L构型表示法 费歇尔提出把甘油醛的两种结构分别定义为D,L型,并把其它化合物与之相关连,定义出D,L型.D,L构型表示法中D,L是为人为选择的，是相对于标准物质甘油醛而来的，所以叫做相对构型。二、生物化学中中D/L法，举个例子：单糖，只考虑与羰基相距最远的一个手性碳的构型，此手性碳的构型与D-甘油醛相同，即为D型，否则为L型，也就是说，这个碳原子上

9、的羟基在右边的-D型，在左边的-L型。)第24页，讲稿共120张，创作于星期二3、核苷结构糖与碱基之间的糖与碱基之间的C-N键，称为键，称为C-N糖苷键糖苷键。11119911第25页，讲稿共120张，创作于星期二核苷核苷是指嘌呤的是指嘌呤的N9或嘧啶的或嘧啶的N1与核糖的与核糖的C1通通过糖苷键连接而成的化合物。过糖苷键连接而成的化合物。鸟苷（鸟苷（G）第26页，讲稿共120张，创作于星期二胞苷（胞苷（C）第27页，讲稿共120张，创作于星期二2、脱氧核苷脱氧核苷是指嘌呤的是指嘌呤的N9或嘧啶的或嘧啶的N1与脱氧与脱氧核糖的核糖的C1通过糖苷键连接而成的化合物。通过糖苷键连接而成的化合物。脱

10、氧鸟苷（脱氧鸟苷（dG）第28页，讲稿共120张，创作于星期二脱氧胞苷（脱氧胞苷（dC）第29页，讲稿共120张，创作于星期二核 苷如果是存在于DNA中的脱氧核苷则2位则是H而不是OH。第30页，讲稿共120张，创作于星期二核苷的种类DNA中的脱氧核苷：dA、dG、dC、dT；RNA中的核苷：A、G、C、U。第31页，讲稿共120张，创作于星期二4、核苷酸4.1 核苷酸结构4.2 核苷酸种类4.3 细胞内重要的游离核苷酸(1)核苷三磷酸(2)环化腺苷酸第32页，讲稿共120张，创作于星期二4.1 核苷酸结构5533磷酸与核苷磷酸与核苷5位位-OH脱水形成磷酸酯键脱水形成磷酸酯键第33页，讲稿共

11、120张，创作于星期二第34页，讲稿共120张，创作于星期二两类核苷酸：两类核苷酸：核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸 （5-5-AMP）NNNH2NNOHHOHHOHHCH2OPOOO5胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 (5-dC(5-dCMP)NOHHHHOHHCH25ONH2NOPOOO55均为均为-糖糖苷键苷键磷酸酯磷酸酯键键第35页，讲稿共120张，创作于星期二4.2 核苷酸种类RNA 中含有 腺苷酸 AMP，鸟苷酸 GMP，胞苷酸 CMP，尿苷酸 UMP，DNA 中含有 脱氧腺苷酸 dAMP脱氧鸟苷酸 dGMP脱氧胞苷酸 dCMP脱氧胸苷酸

12、 dTMP第36页，讲稿共120张，创作于星期二两类两类两类两类 核酸在分子组成上的异同点核酸在分子组成上的异同点核酸在分子组成上的异同点核酸在分子组成上的异同点RNARNADNADNA组组组组 分分分分磷磷磷磷 酸酸酸酸核核核核 糖糖糖糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖磷磷 酸酸戊戊 糖糖碱碱基基嘌嘌嘌嘌 呤呤呤呤嘧嘧嘧嘧 啶啶啶啶A GA GU UC CT TRNARNA核核核核 糖糖糖糖DNADNA脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖U UT T第37页，讲稿共120张，创作于星期二4.3 细胞内重要的游离核苷酸(1)核苷三磷酸-以ATP为主要代表(2)环化腺苷酸第38页，讲稿共120张，创

13、作于星期二核苷三磷酸ATP的结构细胞中的核苷三细胞中的核苷三磷酸都是高能磷磷酸都是高能磷酸化合物。酸化合物。如：如：dGTPdGTP、GTPGTP等。等。第39页，讲稿共120张，创作于星期二第40页，讲稿共120张，创作于星期二NMP NDP NTP核苷单磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸核苷单磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸第41页，讲稿共120张，创作于星期二第42页，讲稿共120张，创作于星期二 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：结构如下：ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷三磷酸)第43页，讲稿共120张，

14、创作于星期二ATPATP的性质的性质ATP ATP 分子的最显著特点是含有两分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。个高能磷酸键。ATPATP水解时水解时,可可以释放出大量自由能。以释放出大量自由能。ATP ATP 是生物体内最重要的能量转换是生物体内最重要的能量转换中间体。中间体。ATP ATP 水解释放出来的能量水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化用于推动生物体内各种需能的生化反应。反应。ATP ATP 也也是是一一种种很很好好的的磷磷酰酰化化剂剂。磷磷酰酰化化反反应应的的底底物物可可以以是是普普通通的的有有机机分分子子，也也可可以以是是酶酶。磷磷酰酰化化的的底底物物分分子子具具

15、有有较较高高的的能能量量（活活化化分分子子），是是许许多多生生物物化化学学反反应应的激活步骤。的激活步骤。第44页，讲稿共120张，创作于星期二4）、环化腺苷酸-cAMP的结构ATP在腺苷酸环化酶作用下脱下一分子焦磷酸形成cAMP。哺乳动物体内的激素很多是通过cAMP起作用的，因此，cAMP被称为第二信使。体内重要的环化核苷酸有3，5-环化腺苷酸（cAMP）和3，5-环化鸟苷酸（cGMP）；它们不是核酸的组成成分，而是重要的调节物质。微生物细胞内，还有cUMP、cCMP、cIMP，但功能不明。第45页，讲稿共120张，创作于星期二l cAMPl cGMP第46页，讲稿共120张，创作于星期二第

16、三节 核酸的分子结构一、磷酸二酯键与多核苷酸链二、二、DNA的分子结构三、三、RNA的分子结构 第47页，讲稿共120张，创作于星期二一、磷酸二酯键与多核苷酸链(核酸的一级结构)1、核苷酸的连接方式2、DNA和RNA的一级结构第48页，讲稿共120张，创作于星期二 核苷酸的连接方式核苷酸的连接方式 DNA和和RNA的一级结构的一级结构3 3/,5,5/-磷酸二酯键磷酸二酯键连接形连接形成多核苷酸链，即核酸成多核苷酸链，即核酸第49页，讲稿共120张，创作于星期二第50页，讲稿共120张，创作于星期二33，55磷酸磷酸二酯键二酯键RNADNA磷酸二磷酸二酯键酯键碱基碱基碱基碱基5末端末端3末端末

17、端第51页，讲稿共120张，创作于星期二二、DNA的分子结构v DNA的分子大小与形状vDNA的一级结构v DNA的二级结构vB型型vZ型型vA型型vDNA的三级结构v 基因的特点第52页，讲稿共120张，创作于星期二1、DNA的分子大小与形状1)DNA的分子大小取决于组成 DNA的碱基对 的数目2)DNA远远大于蛋白质的分子 原核：双链环状原核：双链环状DNADNA（dcDNAdcDNA）第53页，讲稿共120张，创作于星期二 DNA大小的计算(了解)vDNA分子量=核苷酸对的平均分子量核苷酸对数目vDNA分子长度=核苷酸对之间的轴距核苷酸对数目v核苷酸对数目=DNA分子量核苷酸对的平均分子

18、量第54页，讲稿共120张，创作于星期二2、DNA的一级结构 1)概念：DNADNA多核苷酸链中脱氧核苷酸的组成和排列顺序为DNADNA一级结构。2)也可指DNADNA分子中碱基的顺序。3)DNA3)DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNADNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。（如：4 4100）4)DNA一级结构的稳定因素是33，55磷酸二酯键磷酸二酯键第55页，讲稿共120张，创作于星期二 DNA一级结构的表示方法5PAPCPGPCPTPGPTPAOH 3 5 PACGCTGTAOH 3a、线条线条式缩式缩写写b、字母式缩写、字母式缩写 O

19、H第56页，讲稿共120张，创作于星期二c、结构式：即、结构式：即写出所有元件写出所有元件第57页，讲稿共120张，创作于星期二 Chargaff定则（1950 Chargaff发现）I.I.DNADNA碱基组成符合：碱基组成符合：A+G=T+C,A=T,G=C,A+G=T+C,A=T,G=C,II.II.不对称比率：不对称比率：A+T/G+CA+T/G+C；物种不同，；物种不同，DNADNA碱碱基组成不同，物种亲缘愈接近，碱基组成基组成不同，物种亲缘愈接近，碱基组成也愈接近，该比率越相近似。也愈接近，该比率越相近似。III.III.具有种的特异性，没有器官和组织的特异性，具有种的特异性，没有

20、器官和组织的特异性，年龄、营养状况、环境的改变不影响年龄、营养状况、环境的改变不影响DNADNA的的碱基组成。碱基组成。第58页，讲稿共120张，创作于星期二3、DNA的二级结构qWatson 和 Crick在M.Wilkins X-射线衍射图研究的基础上于1953年提出了DNA 双螺旋结构模型，说明了DNA 的二级结构。（即B型DNA）第59页，讲稿共120张，创作于星期二DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构第60页，讲稿共120张，创作于星期二DNA双螺旋结构模型要点（1）q螺旋中的两条链反向平行，即其中一条链的方向为53，而另一条链的方向为35，两条链共同围绕一个假想的中心轴呈右手双螺旋

21、结构。第61页，讲稿共120张，创作于星期二DNA双螺旋结构模型要点（2）q疏水的碱基位于双螺旋的内侧，亲水的磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。各碱基对平面相互平行并与螺旋轴垂直.由于几何形状的限制，碱基对只能由嘌呤和嘧啶配对，即A与T，G与C。这种配对关系，称为碱基互补。qA和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。即A=T,G三三C第62页，讲稿共120张，创作于星期二第63页，讲稿共120张，创作于星期二DNA双螺旋结构模型要点（3）q由于碱基对排列的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，因此，在双螺旋的表面形成大小两个凹槽，分别称为大沟和小沟，二者交替出现。2.0 nm小小沟沟大大沟

22、沟第64页，讲稿共120张，创作于星期二DNA双螺旋结构模型要点（4）q双螺旋横截面的直径约为2 nm，相邻两个碱基平面之间的距离（轴距）为0.34 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距（即螺旋旋转一圈）的高度）为3.4 nm。第65页，讲稿共120张，创作于星期二DNA双螺旋结构模型要点（5）q两条链借碱基之间的氢键和碱基堆积力（即碱基之间的范德华力）牢固的连接起来，维持DNA双螺旋的三维结构。q两条链是互补关系。第66页，讲稿共120张，创作于星期二 DNA构二级构二级-双螺旋结构小结双螺旋结构小结 1 1、结构要点：结构要点：结构要点：结构要点：逆向平行双螺旋逆向平行双螺旋逆向平行双

23、螺旋逆向平行双螺旋 两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）两链之间有特定的碱基互补规律（碱基配对）A TA TG CG C（通过两个氢键相连通过两个氢键相连通过两个氢键相连通过两个氢键相连 ）（通过三个氢键相连通过三个氢键相连通过三个氢键相连通过三个氢键相连 ）双螺旋结构的稳定依靠碱基对间的氢键和碱基堆积力双螺旋结构的稳定依靠碱基对间的氢键和碱基堆积力双螺旋结构的稳定依靠碱基对间的氢键和碱基堆积力双螺旋结构的稳定依靠碱基对间的氢键和碱基堆积力2 2、生物学意义：生物学意义：生物学意义：生物学意义：提出了遗传信息的

24、贮存方式、提出了遗传信息的贮存方式、提出了遗传信息的贮存方式、提出了遗传信息的贮存方式、DNADNA的复制机理的复制机理的复制机理的复制机理 证明了证明了证明了证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质是遗传物质是遗传物质,是是是是DNADNA复制、转录和翻译的复制、转录和翻译的复制、转录和翻译的复制、转录和翻译的分子基础分子基础分子基础分子基础,大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展.首首首首 页页页页主菜单主菜单主菜单主菜单第67页，讲稿共120张，创作于星期二 DNA双螺旋结构的

25、多态性：双螺旋结构的多态性：B-DNA:Watson-Crick,相对湿度相对湿度 92%.A-DNA:相对湿度相对湿度75%时时,DNA双螺旋结构进行可逆构象变化双螺旋结构进行可逆构象变化.Z-DNA:Wang 和和Rich发现，发现，由由d(CGCGCG)形成的双螺旋结构形成的双螺旋结构 为左手螺旋为左手螺旋.第68页，讲稿共120张，创作于星期二第69页，讲稿共120张，创作于星期二DNA的B型和A型双螺旋结构参数B型A型碱基倾角020碱基夹角3632.7碱基对升高0.34nm0.26nm螺距3.32nm2.46nm每螺内碱基数10个11个小沟宽/深0.57/0.75nm1.10/1.3

26、5nm大沟宽/深1.17/0.85nm0.27/0.35nm第70页，讲稿共120张，创作于星期二Z-DNA(DNA二级结构的多态性,了解)v1979年，A.Rich等人用X射线衍射分析法分析人工合成的DNA小片段晶体时，发现d(CGCGCG)是左旋的双螺旋结构，因为磷酸基在多核苷酸骨架上的分布呈“Z”字型，又称为ZDNA。v主要特点是：两条多核苷酸链绕成一个左手螺旋；糖磷酸骨架链的走向呈Z字形；分子外表只有一道沟槽，大沟消失，小沟加深；碱基对在分子轴外侧，并构成分子的凸面；双螺旋体比较细长。比较如下：第71页，讲稿共120张，创作于星期二 第72页，讲稿共120张，创作于星期二4、DNA的三

27、级结构-超螺旋v超螺旋是指双螺旋进一步扭曲或再螺旋的构象v正超螺旋（变紧）和负超螺旋（变松）v人类46条染色体的DNA总长可达1.7m，经过螺旋化压缩，实际总长只有200nmv如线粒体DNA、细菌质粒DNA、病毒DNA第73页，讲稿共120张，创作于星期二第74页，讲稿共120张，创作于星期二5、基因和基因组v基因即一段有功能的DNA片段，生物细胞中DNA分子的最小功能单位（交换单位）。v一个细胞或生物体所含的全套基因称基因组；v基因组计划：o人类基因组计划（人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）第75页，讲稿共120张，创作于星期二三、RNA的分子结构1.RNA的分类

28、及特点 2.tRNA的分子结构 第76页，讲稿共120张，创作于星期二1、RNA的分类及特点v碱基组成：A、G、C、U（AU/GC）；稀有碱基较多，稳定性较差，易水解；多为单链结构，少数局部形成螺旋（发夹结构）；分子较小。v信使RNA（mRNA）v转运RNA（tRNA）v核糖体RNA（r RNA）第77页，讲稿共120张，创作于星期二 mRNA 1.约占总RNA的5%，含量最少，种类最多。2.mRNA从DNA转录遗传信息，并作为蛋白质合成的模板，决定蛋白质的氨基酸顺序,指导蛋白质的合成.第78页，讲稿共120张，创作于星期二 r RNA)v约占全部RNA的80%，含量最多。v与多种蛋白质结合成

29、核糖体，后者是合成蛋白质的场所。第79页，讲稿共120张，创作于星期二tRNAv约占总RNA的 15%，分子最小。v它在蛋白质生物合成中起翻译mRNA信息，并将相应的氨基酸转运到核糖体，参与蛋白质体的合成。v已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。第80页，讲稿共120张，创作于星期二2、tRNA分子结构v一级结构v二级结构第81页，讲稿共120张，创作于星期二1）tRNA分子的一级结构特点v大多数为76(70-90)个核苷酸组成的单链，沉降系数为4S；v5端为pG，3端为-pCCAOH；v有十几个位置的核苷酸是恒定的；v有较多的修饰核苷酸(即含有有较多的希有碱基)。第82页，讲稿共120张

30、，创作于星期二v沉降系数沉降系数用离心法时，大分子沉降速度的量度，等于每单位离心场的速度。或s=v/2r。s是沉降系数，是离心转子的角速度（弧度/秒），r是到旋转中心的距离，v是沉降速度。沉降系数以每单位重力的沉降时间表示，并且通常为120010-13秒范围，10-13这个因子叫做沉降单位S，即1S=10-13秒，如血红蛋白的沉降系数约为410-13秒或4S。大多数蛋白质和核酸的沉降系数在4S和40S之间，核糖体及其亚基在30S和80S之间，多核糖体在100S以上。第83页，讲稿共120张，创作于星期二2）tRNA的二级结构特点-三叶草型v3端有一段以-CCA为主的单链区；v大约有50%的核苷

31、酸配对，形成4个双螺旋区，称为臂或茎；v大约有50%的核苷酸不配对，形成4个环；v不同的tRNA分子在长度上的变化主要发生在三个区域：D环、D茎、额外环。第84页，讲稿共120张，创作于星期二携带氨基酸携带氨基酸辨认并结合氨基酰辨认并结合氨基酰tRNA合成酶合成酶识别识别mRNA上上的密码的密码识别并结合核识别并结合核蛋白体蛋白体氨基酸臂氨基酸臂DHU臂臂反密码臂反密码臂可变臂可变臂T C臂臂第85页，讲稿共120张，创作于星期二tRNAtRNA的二级结构的二级结构44臂臂(茎茎)o氨基酸接受茎、氨基酸接受茎、D D茎、反密码子茎、茎、反密码子茎、TCTC茎；茎；o氨基酸臂氨基酸臂包含有包含有

32、tRNAtRNA的的3-3-末端和末端和5-5-末端，末端，由由7 7对核苷酸组成，对核苷酸组成，5-5-末端为末端为G G，3-3-末端末端的最后的最后3 3个核苷酸残基都是个核苷酸残基都是-C-C-AOH-C-C-AOH，此结构，此结构是是tRNAtRNA结合活化氨基酸的部位。结合活化氨基酸的部位。第86页，讲稿共120张，创作于星期二tRNAtRNA的二级结构的二级结构44环环o反密码环反密码环o左臂左臂二氢尿嘧啶环（二氢尿嘧啶环（DHUDHU或或D D环）环）o附加叉（可变环或额外环）附加叉（可变环或额外环）o右臂右臂TCTC环（胸苷环（胸苷T T、假尿嘧啶核苷、假尿嘧啶核苷、胞苷胞苷

33、C C）第87页，讲稿共120张，创作于星期二反密码区与氨基酸接受区相对，一般含有反密码区与氨基酸接受区相对，一般含有7 7个个核苷酸残基，其中正中的核苷酸残基，其中正中的3 3个核苷酸残基称个核苷酸残基称为反密码子。为反密码子。二氢尿嘧啶环（二氢尿嘧啶环（DHUDHU环）环）：该区含有二氢尿该区含有二氢尿嘧啶（嘧啶（D D），功能不明。），功能不明。附加叉位于反密码区与附加叉位于反密码区与T T C C区之间，不同的区之间，不同的tRNAtRNA该区变化较大。该区变化较大。T T C C区与二氢尿嘧啶环相对，环中含有胸苷区与二氢尿嘧啶环相对，环中含有胸苷（T T）、假尿苷（）、假尿苷（）和胞

34、苷（）和胞苷（C C），故名），故名T T C C。第88页，讲稿共120张，创作于星期二氨基酸接受臂四环第89页，讲稿共120张，创作于星期二携带氨基酸携带氨基酸辨认并结合氨基酰辨认并结合氨基酰tRNA合成酶合成酶识别识别mRNA上的密码上的密码识别并结合核识别并结合核蛋白体蛋白体氨基酸臂氨基酸臂DHU臂臂反密码臂反密码臂可变臂可变臂T C臂臂第90页，讲稿共120张，创作于星期二tRNA的三级结构-倒L型 指指t t R RN NA A 的的三三叶叶草草型型结结构构进进一一步步扭扭曲曲折折叠叠形形成成一一种种形形状状象象倒倒 L L 型型 字字 母母 的的 三三 维维 结结 构构。第91页

35、，讲稿共120张，创作于星期二tRNA倒L型结构的基本特征v氨基酸接受茎和TC茎组成一个螺旋，D茎和反密码子茎组成另一个螺旋，这两个螺旋构成了象字母L的形状；v出现了二级结构所没有的三级氢键，碱基堆积力是稳定倒L型结构的主要因素之一；v分子有柔韧性；v在倒L型分子的中部是由D环、D茎、和可变环组成的核心区域。第92页，讲稿共120张，创作于星期二tRNA的三级结构-倒L型第93页，讲稿共120张，创作于星期二第四节 核酸的性质一、一般物理性质二、核酸的水解三、两性解离四、紫外吸收性质五、稳定性六、变性七、复性与杂交第94页，讲稿共120张，创作于星期二一、一般物理性质一、一般物理性质1、DNA

36、白色纤维状固体，RNA白色粉末状固体，都微溶于水，不溶于乙醇，因此常用乙醇来沉淀DNA；DNA溶液黏度大于RNA；2、DNA难溶于0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于12 mol/L的NaCl溶液，RNA则相反，可据此分离二者；3、加热条件下，D核糖浓盐酸苔黑酚 绿色；D2脱氧核糖酸二苯胺 蓝紫色第95页，讲稿共120张，创作于星期二二、核酸的水解v核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断。vDNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别。室温条件下，DNA在碱中变性，但不水解，RNA水解。v例如，在0.1 mol/L NaOH溶液中，RNA几乎可以完全水解；DNA在同样条件下则不受影

37、响。第96页，讲稿共120张，创作于星期二三、两性解离v核酸含酸性的磷酸基团，又含弱碱性的碱基，为两性电解质，可发生两性解离；v核酸相当于多元酸，pH大于4时，呈阴离子状态；v等电点:PH=PI,呈电中性,溶解度最小,易沉淀.第97页，讲稿共120张，创作于星期二四、紫外吸收v在核酸分子中嘌呤碱和嘧啶碱都含有共轭双键体系，在260 nm有强吸收；v因蛋白质在此光区仅有很弱的吸收,可作为区别蛋白质和对核酸及其组份定性和定量测定的依据，进行核酸纯度鉴定，也可作为核酸变性和复性的指标。第98页，讲稿共120张，创作于星期二第99页，讲稿共120张，创作于星期二五、DNA的稳定性vDNA的溶液呈粘稠状

38、，但实际上DNA的双螺旋结构僵直而有刚性，易断成碎片，这也是目前难以获得完整大分子DNA的原因。v溶液状态的DNA易受DNA酶作用而降解，抽干水分的DNA性质十分稳定。第100页，讲稿共120张，创作于星期二六、DNA的变性1、概念2、变性条件3、变性的特征第101页，讲稿共120张，创作于星期二1、概念是指核酸双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。第102页，讲稿共120张，创作于星期二2、DNA 变性的条件能够引起核酸变性的因素有：*高温；*强酸 强碱、pH（11.3或5.0）；*有机溶剂如甲醛和尿素、甲酰胺等；*辐射等第103页，讲稿共120张，创作于星期二3、DNA变

39、性的特征v变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。v变性改变了DNA的二级结构。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。vDNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。DNA解链温度v紫外吸收值明显增加，即增色效应。v粘度降低，沉降系数增加。第104页，讲稿共120张，创作于星期二DNA解链温度（熔点，Tm）v当50%的DNA变性时的温度称为该DNA的解链温度，即增色效应达到一半时的温度；一般DNA的Tm值在70-85C之间。v均一DNA（如病毒）的Tm值范围较小。v分子中G和C的含量越高，越不易变性，Tm值越高。可通过经验公式计算：（G+C)%=(Tm

40、-69.3)X2.44vTm值随溶液盐浓度增加而增大，v Tm值较低，易变性，不易保存。第105页，讲稿共120张，创作于星期二 加加热热DNA溶溶液液，使使其其对对260nm紫紫外外光光的的吸吸收收度度突突然然增增加加，达达到到其其最最大大值值一一半半时时的的温温度度，就就是是DNA的的变变性性温温度度（融融解解温温度度，melting temperature,Tm）。DNA的变性温度的变性温度第106页，讲稿共120张，创作于星期二 Tm的的高高低低与与DNA分分子子中中G+C的的含含量量有有关关，G+C的的含量越高，则含量越高，则Tm越高越高。第107页，讲稿共120张，创作于星期二增色

41、效应与减色效应 天然DNA分子在热变性条件下，双螺旋结构破坏，碱基暴露，在紫外光260nm波长处的吸收度明显增加，此现象称为增色效应。变性DNA分子复性形成双螺旋结构时其紫外吸收降低的现象称为减色效应。第108页，讲稿共120张，创作于星期二第109页，讲稿共120张，创作于星期二七、DNA的复性v概念v复性的条件v分子杂交第110页，讲稿共120张，创作于星期二1、复性的概念o变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，其物理性质和生物活性随之恢复，这一过程称为复性；o对于热变性的DNA，在缓慢冷却的条件下可重新结合恢复双螺旋结构，称为退火。oDNA复性后，一系列

42、性质将得到恢复，但是生物活性一般只能得到部分的恢复。第111页，讲稿共120张，创作于星期二DNA的复性图示第112页，讲稿共120张，创作于星期二2、DNA的复性条件o将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性，即淬火。o将变性的DNA缓慢冷却时，可以复性。退火温度Tm25o分子量越大复性越难。浓度越大，复性越容易。此外，DNA的复性需要一定的盐浓度，也与它本身的组成和结构有关。第113页，讲稿共120张，创作于星期二3、分子杂交o在变性的DNA溶液中加入外源DNA单链分子或RNA单链分子（与原DNA具有同源性），去掉变性条件后复性形成双螺旋结构的过程。o这样形成的新分子称为杂交DN

43、A分子。第114页，讲稿共120张，创作于星期二分子杂交探针：用于杂交的异源DNA或RNA序列，其核苷酸序列是人工特定的、已知的，经放射性标记的一条链。第115页，讲稿共120张，创作于星期二分子杂交的种类vSouthern Blot：DNA-DNA杂交vNorthern Blot：DNA-RNA杂交vWestern Blot：抗原-抗体进行杂交v原位杂交：活体组织上进行杂交，显出荧光第116页，讲稿共120张，创作于星期二加加加加 温温温温缓慢缓慢缓慢缓慢降温降温降温降温加加加加 温温温温缓慢缓慢缓慢缓慢降温降温降温降温返返返返 回回回回主菜单主菜单主菜单主菜单（变变变变 性性性性 ）（复复复复 性性性性 ）（分分分分 子子子子 杂杂杂杂 交交交交 ）第117页，讲稿共120张，创作于星期二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DNA-DNA杂交示意图杂交示意图第118页，讲稿共120张，创作于星期二DNA-RNA杂交示意图杂交示意图第119页，讲稿共120张，创作于星期二感谢大家观看第120页，讲稿共120张，创作于星期二