核酸化学1学习教案.pptx

《核酸化学1学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核酸化学1学习教案.pptx（57页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学 1核酸(h sun)化学1第一页，共57 页。2第1 页/共56 页第二页，共57 页。3 组成(z chn)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、戊糖Ribose Deoxyribose第2 页/共56 页第三页，共57 页。41 12 23 34 45 56 69 97 78 8二、碱基n n含氮的杂环化合物，具有弱碱性，紫外吸收含氮的杂环化合物，具有弱碱性，紫外吸收（共轭作用（共轭作用(zuyng)(zuyng)）n n1.1.嘌呤（嘌呤（PurinePurine）第3 页/共56 页第四页，共57 页。5腺嘌呤AdenineA鸟

2、嘌呤guanineG第4 页/共56 页第五页，共57 页。61 12 23 34 45 56 6n n 2.嘧啶(m dn)（Pyrimidine）第5 页/共56 页第六页，共57 页。7uracil U Ucytosine C Cthymine T T第6 页/共56 页第七页，共57 页。8 修饰(xish)碱基（稀有碱基）n n 修饰胞嘧啶：修饰胞嘧啶：5-5-甲基胞嘧啶和 甲基胞嘧啶和5-5-羟甲基胞嘧啶 羟甲基胞嘧啶n n 核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类 核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类(zh(zh ngli)ngli)很多，大部分是上述碱基的甲

3、基化产物。很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。n n tRNA tRNA中的修饰碱基种类 中的修饰碱基种类(zh(zh ngli)ngli)比较多。比较多。n n 稀有嘌呤碱：黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸、咖啡碱 稀有嘌呤碱：黄嘌呤、次黄嘌呤、尿酸、咖啡碱第7 页/共56 页第八页，共57 页。9n n 嘌呤(piolng)碱、嘧啶碱，均有酮式烯醇式结构两种，可互变第8 页/共56 页第九页，共57 页。10三、核苷（nucleoside）n n 核苷=戊糖+碱基 n n 糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷n n 戊糖以-OH与一个(y)碱基缩合而成第9 页/共56 页第十页，共57 页。11n

4、 n戊糖的第一个碳原子（戊糖的第一个碳原子（C1C1）通常与嘧啶）通常与嘧啶(m dn(m dn)碱的第碱的第11氮原子或嘌呤碱的第氮原子或嘌呤碱的第99氮原子相连。氮原子相连。1 12 2 3 34 45 5(OH)1 1 2 2 3 3 4 4 5 5(OH)第10 页/共56 页第十一页，共57 页。12n n 核糖核苷：存在(cnzi)于 RNA中，有腺苷（A）、鸟苷（G）、胞苷（C）、尿苷（U）。n n 脱氧核苷：存在(cnzi)于 DNA中，有脱氧腺苷（dA）、脱氧鸟苷（dG）、脱氧胞苷（dC）、脱氧胸苷（dT）。第11 页/共56 页第十二页，共57 页。13Adenosine

5、Guanosine Cytidine Uridine第12 页/共56 页第十三页，共57 页。14n n 修饰(xish)核苷符号假尿苷（假尿苷（）5-5-核糖尿嘧啶 核糖尿嘧啶次黄苷（肌苷）I黄嘌呤核苷 X二氢尿嘧啶核苷 D5 5OH假尿苷（假尿苷（）取代(qdi)核苷的表示方式5-甲基脱氧胞苷 m5dC第13 页/共56 页第十四页，共57 页。15四、核苷酸（nucleotide）n 核苷酸 核苷+磷酸(ln sun)戊糖+碱基+磷酸(ln sun)HHHHHHH H H第14 页/共56 页第十五页，共57 页。16n n核酸(h sun)有三个自由的羟基，脱氧核酸(h sun)有两

6、个自由的羟基，可以磷酸酯化。n n核糖核苷酸成键方式：2,3,5.n n 脱氧核糖核苷酸成键方式：3,5.第15 页/共56 页第十六页，共57 页。17n n 生物体内游离(yul)核苷酸多为-核苷酸。n n 核苷酸：腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP）、胞苷酸（CMP）、尿苷酸（UMP）n n 脱氧核苷酸：脱氧腺苷酸（dAMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP）、脱氧胞苷酸（dCMP）、脱氧 胸腺苷酸（dUMP）。第16 页/共56 页第十七页，共57 页。18n n 核苷符号的左侧加小写字母p表示(biosh)-磷酸酯，右侧加小写字母p表示(biosh)3-磷酸酯。n n pA-腺苷酸n n Cp

7、3-胞苷酸n n Gp22-鸟苷酸第17 页/共56 页第十八页，共57 页。19核苷酸的三大益生功能(gngnng)n n 1、强抗氧化性和紫外吸收性核酸疗法(lio f)n n 2、助长性（天然）婴幼儿奶粉中添加核苷酸n n 3、抗衰老、防病、治病n n 营养强化剂和生长调节剂第18 页/共56 页第十九页，共57 页。20五、核苷酸衍生物nn 1.继续(jx)磷酸化AMPADPATP第19 页/共56 页第二十页，共57 页。21n n 各种三磷酸核苷（ATP,CTP,GTP,UTP）都是RNA合成(hchng)的直接原料。n n 各种三磷酸脱氧核苷（dATP,dCTP,dGTP,dTT

8、P）都是DNA合成(hchng)的直接原料。第20 页/共56 页第二十一页，共57 页。22n n 三磷酸核苷在生物体的能量代谢中起着重要的作用(zuyng)。n n ATP在所有生物体系化学能的贮藏和利用中起关键的作用(zuyng)。7.3kcal/moln n GTP参加蛋白质和嘌呤的合成n n CTP参加磷脂的合成n n UTP参加糖的相互转化与合成第21 页/共56 页第二十二页，共57 页。232.环化磷酸化n n激素的第二信使，可放大、缩小激素的第二信使，可放大、缩小(suxi(suxio)o)信息信息l cAMP l cGMP第22 页/共56 页第二十三页，共57 页。24n

9、 3,5-环状腺苷酸（cAMP）n 3,5-环状鸟苷酸（cGMP）n 两者互为拮抗物，共同在细胞的生长发育中起重要的调节作用。n 环状核苷酸是在细胞内一些因子(ynz)的作用下，由某种核苷三磷酸（NTP）在相应环化酶作用下转化而成。第23 页/共56 页第二十四页，共57 页。253.肌苷酸及鸟苷酸(强力(qin l)味精)IMP GMP第24 页/共56 页第二十五页，共57 页。26n n 腺苷酸降解肌苷酸n n 5-嘌呤碱组成的核苷酸才具有增鲜性。n n 我国允许(ynx)使用的增鲜剂：n n IMP,GMP,I+G第25 页/共56 页第二十六页，共57 页。274.辅酶(f mi)n

10、 腺苷酸是一些辅酶的结构(jigu)成分n 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶，NAD+）n 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶,NADP+)n 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）n 辅酶A（CoA）第26 页/共56 页第二十七页，共57 页。285.核苷多磷酸(ln sun)或寡核苷酸磷酸(ln sun)n n 帮助生物体度过恶劣环境，降低能量消耗，加速体内储存物 帮助生物体度过恶劣环境，降低能量消耗，加速体内储存物质的分解。质的分解。n n 如：当细菌出现蛋白质或氨基酸饥饿时，发生以下反 如：当细菌出现蛋白质或氨基酸饥饿时，发生以下反n n 应：应：GTP+ATP ppGpp GTP+ATP ppGpp或

11、 或 pppGpp pppGppn n 发生一系列严格控制代谢活动的反应以减少消耗，加快体 发生一系列严格控制代谢活动的反应以减少消耗，加快体内原有蛋白质的水解以获得所缺氨基酸，用于合成生命活动 内原有蛋白质的水解以获得所缺氨基酸，用于合成生命活动必需的蛋白质，已延续生命。必需的蛋白质，已延续生命。n n 枯草杆菌在营养不良的情况 枯草杆菌在营养不良的情况(qngkung)(qngkung)下形成芽孢，合成 下形成芽孢，合成ppApp ppApp或 或 pppApp pppAppn n 原核生物、真核生物及哺乳动物都存在 原核生物、真核生物及哺乳动物都存在Ap4A Ap4An n 生物体调控机

12、制 生物体调控机制第27 页/共56 页第二十八页，共57 页。29六、多聚核苷酸（核酸(h sun)）n n多聚核苷酸是通过多聚核苷酸是通过(tnggu)(tnggu)一个核苷酸的一个核苷酸的C3-OH C3-OH 与与另一分子核苷酸的另一分子核苷酸的5-5-磷酸基形成磷酸基形成3,5-3,5-磷酸二酯磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。键相连而成的链状聚合物。第28 页/共56 页第二十九页，共57 页。305533第29 页/共56 页第三十页，共57 页。31第30 页/共56 页第三十一页，共57 页。32核苷酸的连接(linji)方式n n DNA和RNA都是没有分支的多核苷酸长链，链

13、中每个核苷酸的3-羟基和相邻核苷酸的戊糖上的5-磷酸相连。连接键：3，5-磷酸二酯键n n DNA和RNA都具有特殊(tsh)的方向性n n 每条线形的核苷酸链都有一个3-末端和一个5-末端。第31 页/共56 页第三十二页，共57 页。33 DNA RNA5PdAPdCPdGPdTOH 3 5PAPCPGPUOH 3 或 5PA-C-G-T 3 5 PA-C-G-U 3 PACGT PACGUT53OH U53OH OH OH OH OH 多聚核苷酸的表示(biosh)方式n 5-磷酸端（常用5-P表示）；3-羟基端（常用3-OH表示）n 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必

14、须注明(zh mn)它的方向是53或是35。第32 页/共56 页第三十三页，共57 页。34n n 核酸的一级结构：各核苷酸残基沿多核苷酸链排列的顺序(shnx)（序列）。n n 碱基序列表示核酸的一级结构。第33 页/共56 页第三十四页，共57 页。35第三节 DNA的结构(jigu)n n 一、DNA的一级结构(jigu)n n 二、DNA的二级结构(jigu)n n 三、DNA的三级结构(jigu)n n 四、DNA和基因组第34 页/共56 页第三十五页，共57 页。36DNA的碱基组成规律(gul)（Chargeff规则）nn A+G=T+Cnn 1、DNA 中，两类碱基的总和是

15、相等的。即嘌呤碱和嘧啶碱的摩尔总数相等，且在以摩尔为单位(dnwi)的条件下，A=T，G=C第35 页/共56 页第三十六页，共57 页。37n n22、DNA DNA的碱基组成具有种属的特异性。的碱基组成具有种属的特异性。n n33、DNA DNA的碱基组成没有组织和器官的特异性。的碱基组成没有组织和器官的特异性。n n44、DNA DNA的碱基组成不受年龄、营养状况等的影响的碱基组成不受年龄、营养状况等的影响(y(yngxingxing)ng)。n ndAMP=dA,dGMP=dG,dCMP=dC,dTMP=dTdAMP=dA,dGMP=dG,dCMP=dC,dTMP=dTn n高级结构只

16、有二级、三级。高级结构只有二级、三级。第36 页/共56 页第三十七页，共57 页。38一、DNA的一级结构(jigu)n n多核苷酸链中脱氧核甘酸的排列多核苷酸链中脱氧核甘酸的排列(pili)(pili)顺序顺序n n可以用碱基排列可以用碱基排列(pili)(pili)顺序表示顺序表示n n连接键：连接键：33，5-5-磷酸二酯键磷酸二酯键n n磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架n n碱基形成侧链碱基形成侧链n n多核苷酸链均有多核苷酸链均有5-5-末端和末端和3-3-末端末端第37 页/共56 页第三十八页，共57 页。39第38 页/共56 页第三十九页，共57

17、 页。40DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。表现为生物体不同(b tn)遗传信息。造成物种的多样性。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同(b tn)排列组合之中。第39 页/共56 页第四十页，共57 页。41二、DNA的二级结构(jigu)n n双螺旋结构的主要依据：双螺旋结构的主要依据：n n11、XX射线衍射射线衍射(y(ynsh)nsh)数据：数据：DNADNA中含有中含有22或以上或以上具有螺旋结构的多核苷酸链，且具有具有螺旋结构的多核苷酸链，且具有0.34nm0.34nm和和3.4nm3.4nm的周期变化。的周期变化。n n22、碱基成对：、碱

18、基成对：ChargaffChargaff规则规则n n33、电位滴定法：游离碱基可滴定，而碱基对不能，、电位滴定法：游离碱基可滴定，而碱基对不能，碱基以氢键相连。碱基以氢键相连。双螺旋结构模型(mxng)是Watson&Crick于1953年提出的。第40 页/共56 页第四十一页，共57 页。42双螺旋结构(jigu)模型的要点n n11、B-B-型双螺旋型双螺旋(luxun)(luxun)结构结构n n由两条反相的平行多核苷酸链构成（由两条反相的平行多核苷酸链构成（5-5-端与端与3-3-端相端相对）绕分子轴向上盘旋的右手螺旋对）绕分子轴向上盘旋的右手螺旋(luxun)(luxun)。n

19、n主链位于双螺旋主链位于双螺旋(luxun)(luxun)的外侧，主链亲水的外侧，主链亲水n n碱基位于双螺旋碱基位于双螺旋(luxun)(luxun)的内侧，一条链上碱基上的内侧，一条链上碱基上的的-NH2-NH2与另一条链上碱基上的与另一条链上碱基上的OO或或NN以氢键配对，以氢键配对，且配对总发生在且配对总发生在A=TA=T间，间，CGCG间。碱基互补间。碱基互补n n每个平面上由两个碱基形成碱基对每个平面上由两个碱基形成碱基对(base pairing,(base pairing,bp)bp)。相邻碱基平面在螺旋。相邻碱基平面在螺旋(luxun)(luxun)轴之间的距离轴之间的距离为

20、为0.34nm 0.34nm 旋转夹角为旋转夹角为3636，沿中心轴每旋转一周有，沿中心轴每旋转一周有1010个核苷酸，双螺旋个核苷酸，双螺旋(luxun)(luxun)结构的直径结构的直径2nm2nm，螺，螺圈圈1010个碱基对平面，螺距个碱基对平面，螺距3.4nm3.4nm。n n双螺旋双螺旋(luxun)(luxun)的链之间沿中心轴形成大沟的链之间沿中心轴形成大沟(major(major groove)groove)和小沟和小沟(minor groove)(minor groove)交替出现。交替出现。第41 页/共56 页第四十二页，共57 页。432.0 nm小沟大沟第42 页/共

21、56 页第四十三页，共57 页。44n B-型结构n 两条链反向平行，右手螺旋n 碱基在内（AT，GC）n 碱基平面垂直于螺旋轴n 戊糖在外，双螺旋每转一周n 为10碱基对（bp）n A-型结构n 碱基平面倾斜(qngxi)20，螺旋变n 粗变短，螺距23nm。n Z-型结构n 磷酸基在多核苷酸骨架上呈n 锯齿状排列，左手螺旋，只n 有小沟第43 页/共56 页第四十四页，共57 页。45n n DNA DNA的锂盐在相对湿度 的锂盐在相对湿度44%46%44%46%下为另一种结构 下为另一种结构(jigu)(jigu)类 类型，型，C-DNA C-DNA。n n 螺距 螺距3.09nm 3.

22、09nm，每转螺旋含，每转螺旋含9.33 9.33个碱基对，碱基对倾斜 个碱基对，碱基对倾斜6 6。n n DNA DNA在 在A A、T T序列交替的区域时结构 序列交替的区域时结构(jigu)(jigu)类型为 类型为D-DNA D-DNA。（噬菌体的（噬菌体的DNA DNA 在相对湿度达到 在相对湿度达到60 60时，结构 时，结构(jigu)(jigu)类似 类似D-DNA D-DNA）n n 螺距 螺距2.43nm 2.43nm，每转螺旋含，每转螺旋含8 8个碱基对，碱基对倾斜 个碱基对，碱基对倾斜16 16。第44 页/共56 页第四十五页，共57 页。46双螺旋结构(jigu)模

23、型的不同点n n 直径不同直径不同n n 螺圈螺距不同螺圈螺距不同n n 碱基对数量不同碱基对数量不同n n 碱基对平面碱基对平面(pngmin)(pngmin)与分子轴交叉角度不同与分子轴交叉角度不同第45 页/共56 页第四十六页，共57 页。47A-，B-，Z-,C-,D-DNA的特性(txng)比较类型 类型 旋转 旋转方向 方向螺旋直径 螺旋直径（nm nm）螺距 螺距（nm nm）每转碱基 每转碱基对数目 对数目碱基对间垂直 碱基对间垂直距离（距离（nm nm）碱基对与水 碱基对与水平面倾角 平面倾角A A DNA DNAB B DNA DNAZ Z DNA DNAC C DNA

24、DNAD D DNA DNA 右 右右 右左 左右 右右 右2.0 2.02.3 2.31.8 1.82.8 2.83.4 3.44.5 4.5 3.09 3.092.43 2.4311 1110 1012 12 9.33 9.338 80.255 0.2550.34 0.340.27 0.270.33 0.330.30 0.3020 20 0 0 7 7 6 616 16第46 页/共56 页第四十七页，共57 页。48n n 2、影响双螺旋结构的力n n 碱基对间的氢键力n n 碱基间的堆积力（疏水力、范德华力）n n 磷酸根的负离子的静电斥力(chl)n n 碱基分子的内能破坏力第47

25、页/共56 页第四十八页，共57 页。49n n 3、三链螺旋n n 嘧啶 嘌呤 嘧啶，嘌呤 嘧啶 嘌呤n n 分子间，分子内，平行三种(sn zhn)形式第48 页/共56 页第四十九页，共57 页。50三、DNA的三级结构(jigu)n n 负超螺旋（右手超螺旋）n n 双链环状DNA进一步扭曲(ni q)成超螺旋n n 原核 双链环状DNA（dcDNA）n n 病毒 单链环状DNA（scDNA）n n 单链线性DNA（ssDNA）第49 页/共56 页第五十页，共57 页。51第50 页/共56 页第五十一页，共57 页。52四、DNA和基因组n 基因（gene）：一段有功能的DNA片段

26、，生物细胞中DNA分子的最小功能单位（交换单位）。n 结构基因：编码RNA和蛋白质，转录，翻译n 调节基因：基因的“开”和“关”n 生物体所含有的全部(qunb)基因成为该生物体的基因组。第51 页/共56 页第五十二页，共57 页。53 蛋白质（mRNA 蛋白质）产物(chnw)tRNA RNA rRNA 调节功能：调节基因无产物(chnw)作用未知结构(jigu)基因第52 页/共56 页第五十三页，共57 页。54n n 生物体可用碱基配对(jin j pi du)的方式合成与DNA核苷酸序列相对应的RNA，该过程称为转录。n n m RNA的核苷酸序列决定蛋白质的氨基酸序列，由m RN

27、A指导蛋白质合成的过程称为翻译。第53 页/共56 页第五十四页，共57 页。55基因组（genome）：某生物体（完整单倍体）所含全部遗传物质的总和。包括(boku)：核基因组（拟核/核DNA）及核外（质粒/质体DNA）bp（碱基对）103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012人两栖类鱼类藻类酵母细菌E.Coli病毒质粒各种细胞、病毒(bngd)和细菌质粒中基因组的大小第54 页/共56 页第五十五页，共57 页。56n n 人类(rnli)基因组：n n 30 亿个碱基组成4 万个基因第55 页/共56 页第五十六页，共57 页。57感谢您的观看(gunkn)。第56 页/共56 页第五十七页，共57 页。