第三章核酸化学(6学时)
ACGU 核糖
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, -核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
基础学院 生物化学教研室
强化练习
1.核酸的元素组成为
A.C、H、O、N、P
双螺旋结构的稳定性是通 过横向的氢键和纵向的疏 水性碱基堆积力维系。
基础学院 生物化学教研室
氢键的形成
基础学院 生物化学教研室
DNA双螺旋结构的多样性
基础学院 生物化学教研室
三、DNA的超螺旋结构:
DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 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
A.氢键和碱基堆积力
B.疏水作用
C.DNA与组蛋白的结合
D.范德华力
E.盐键
基础学院 生物化学教研室
原核生物DNA的超螺旋结构
基础学院 生物化学教研室
二 RNA的分子结构
mRNA的结构与功能 tRNA的结构与功能 rRNA的结构与功能
基础学院 生物化学教研室
一、RNA的一 级结构:
RNA分子中核 苷酸的排列顺 序
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
1.mRNA的结构特点
1. 帽子结构:m7GpppN 2. 多聚A尾(polyA)
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
核酸分子杂交的应用
研究DNA分子中某一种基因的位置 定两种核酸分子间的序列相似性 检测某些专一序列在待检样品中存在与否 是基因芯片技术的基础
基础学院 生物化学教研室
DNA和RNA的比较
DNA
组成 一级结构
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
2、tRNA的结构
1.tRNA的二级结构 ——“三叶草形”
➢ 氨基酸臂 ➢ DHU环 ➢ 反密码环 ➢ 额外环 ➢ TΨC环
基础学院 生物化学教研室
2.tRNA的三级结构— 倒“L”形
tRNA的功能: 转运氨基酸到核糖体, 参与蛋白质的翻译 tRNA的特点: 含稀有碱基 种类多
基础学院 生物化学教研室
分布于胞核、胞液
参与细胞内DNA遗传信息 的表达
基础学院 生物化学教研室
第一节 核酸的分子组成
一、核酸的元素组成 二、核酸的基本组成单位——核苷酸 三、核苷酸的连接方式
基础学院 生物化学教研室
一、 核酸的元素组成
C、H、O、N、P
二、核酸的基本组成单位——核苷酸
1、碱基:嘌呤(A,G),嘧啶(C,U,T) 2、戊糖:核糖,脱氧核糖 3、磷酸
H O P H OO CCHH 2 O N OO
AMP, GMP, CMP, UMP
OH
脱氧核苷酸:
dAMP, dGMP, dCMP, dTMP
OH OH
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
三、核苷酸的连接方式
每个核苷酸 之间以磷酸二酯键 连接成多聚核苷酸 链,即核酸
tRNA:三叶草、倒 L 型结构
功能
遗传信息的储存
遗传信息的表达
基础学院 生物化学教研室
核酸和蛋白质的比较
蛋白质
核酸
组成单位 组成单位的种类 连接方式
氨基酸 20 种氨基酸 肽键
核苷酸
ACGT ACGU 磷酸二酯键
一级结构 空间结构 功能
氨基酸排列顺序
碱基序列
二、三、四级结构
双螺旋、超螺旋、蛋白质 -核酸的非共价结合等
其大小与GC含 量成正比; 与DNA长度有关。
基础学院 生物化学教研室
(二)DNA的复性
DNA变性后,缓慢除去变性条件,解离的DNA两条 互补链可恢复天然的双螺旋构象,称为复性。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,这一过程 称为退火。
当温度迅速冷却至4℃,不能复性。
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
3、rRNA
1.rRNA的结构:花状 2.rRNA的功能 主要是与核糖体蛋白质 结合在一起,形成核糖 体。核糖体是蛋白质合 成的场所,起装配机的 作用。
基础学院 生物化学教研室
四、核内小RNA
真核细胞内存在一类碱基数在100~300之间的小分 子 RNA , 称 为 核 内 小 RNA , 又 称 为 称 小 核 RNA ( small nuclear RNA,snRNA)
B. C、H、O、N、S
C. C、H、O、P、S
D. C、H、O、P、Mn
E. C、H、O、P、Fe
2.核糖与脱氧核糖的主要区别在于戊糖的哪个位置不同
A. C-1′
B. C-2′
C. C-3′
D. C-4′
E. C-5′
3.DNA双螺旋结构每旋转一圈所跨越的碱基对为
A.2个
B.4个
C.6个
D.8个
E.10个
接形成核苷(脱氧核苷)。
NH2
核苷:腺苷,鸟苷, 胞苷, 尿苷 脱氧核苷:脱氧腺苷,
脱氧鸟苷, 脱氧胞苷, 脱氧核苷
N
1
H O CH 2 O N
O
1´
OH OH
基础学院 生物化学教研室
2. 核苷酸的结构与命名
核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酯键连接形成
核苷酸(脱氧核苷酸)。
N HH 22
NN O
核苷酸:
基础学院 生物化学教研室
(一)核苷酸的基本组成成分
NH2
1.碱基:
N N
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
嘌呤
NH
N
腺嘌呤 A
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤 G
基础学院 生物化学教研室
54
N 3
612
NH
嘧啶
NH2 N
O
H 3C NH
O NH
NH
O
胞嘧啶 C
NH O
NH
O
胸腺嘧啶T 尿嘧啶 U
第三章 核酸化学
基础学院 生物化学教研室
学习目标
1.掌握:核酸的基本组成单位及基本组成成分; 核苷酸的连接方式;DNA的一、二级结构; mRNA、tRNA的结构特点;DNA的变性与复性。
2.熟悉:核酸的分类及功能;核酸的元素组成; DNA、RNA的功能。
3.了解:体内某些重要核苷酸;核酸的一般理 化性质及紫外吸收性质;核酸的分子杂交及应用。
它的作用主要为参与真核生物的细胞核中RNA的加 工 。 snRNA 和 多 种 蛋 白 质 结 合 成 为 小 核 核 糖 核 蛋 白 ( small nuclear ribonucleoproteins,snRNP),在信使 RNA前体的剪接过程中发挥作用,有助于成熟mRNA的形成 。
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
* mRNA的功能 把DNA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, 用以指导合成蛋白质的氨 基酸排列顺序。
mRNA为蛋白质的生 物合成提供直接模板。
细胞质
细胞核 内含子
外显子
DNA 转录
hnRNA
转录后剪接 转运
mRNA 蛋白
翻译
基础学院 生物化学教研室
2.因素:加热、高压、强酸、强碱以及某些有机溶 剂如乙醇、丙酮等。
基础学院 生物化学教研室
➢ 增色效应:DNA变性时其溶液A260增高的现象。
➢ 意义:实验室检测DNA变性的重要指标。
基础学院 生物化学教研室
解链曲线:连续加热DNA的过程中以温度对A260值 作图,所得的曲线称为解链曲线。
Tm : A260 达 到 最 大 值 一 半,DNA解链50%时对应的温度称 为解链温度,又称融解温度。
基础学院 生物化学教研室
一、DNA的一级结构
5′端
C
定义
DNA 分 子 中 脱 氧 核
苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差
A
异主要是碱基不同,所
以也称为碱基序列。
G
主要化学键:
磷酸二酯键
3′端
基础学院 生物化学教研室
基础学院 生物化学教研室
二、DNA的二级结构 ——双螺旋结构
基础学院 生物化学教研室
五、核酶
核酶是具有催化功 能的RNA分子,是蛋白质 以外的另一类生物催化 剂
基础学院 生物化学教研室
DNA和RNA的比较
组成 一级结构
DNA
ACGT 脱氧核糖
碱基序列
RNA
ACGU 核糖
碱基序列
空间结构
局部双螺旋 双螺旋、超螺旋、蛋白质 mRNA: 5’-帽子,3’-polyA, -核酸的非共价结合等 rRNA:大、小亚基组成核糖体
4.能运用核酸的变性与复性解释分子杂交的原 理及其在临床、生活实际中的应用。
基础学院 生物化学教研室
核酸; 以核苷酸为基本组成单位的生物大分 子,携带和传递遗传信息。
基础学院 生物化学教研室
脱氧核糖核酸 90%以上分布于细胞核
(DNA)
分
携带遗传信息,决定细胞 和个体的基因型
类
核糖核酸
(RNA)
基础学院 生物化学教研室
构成DNA的碱基:A.G.C.T 构成RNA的碱基:A.G.C.U
基础学院 生物化学教研室
2.戊 糖
核糖
脱氧核糖 基础学院 生物化学教研室
构成DNA的戊糖:脱氧核糖 构成RNA的戊糖:核糖
基础学院 生物化学教研室