rRNA mRNA tRNA
核糖体(rRNA+蛋白质） 反密码子
mRNA
氨基酸
tRNA 新生肽链
tRNA
tRNA占细胞内RNA总量的15%。tRNA的分子 量较小，一般由70~90个核苷酸组成。tRNA 的主要作用是在蛋白质生物合成过程中把氨基 酸转运到核糖体-mRNA复合物上并翻译mRNA 中的遗传密码。它的名称也是由此而来。然而， tRNA的生理功能不仅仅是参与蛋白质生物合 成，它还有其他功能。例如，某些细菌tRNA 在细胞壁肽聚糖合成中作为氨基酸的载体，有 些tRNA作为反转录酶的引物参与DNA的合成。 细胞内tRNA的种类很多，至少有50多种，每 种氨基酸都有一种或几种tRNA。
DNA的二级结构
1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA 双螺旋结构。
细胞中的DNA分子几乎 都是由两条多聚脱氧 核苷酸链构成的。
DNA的二级结构就是指 两条多核苷酸链反向 平行盘绕所生成的双 螺旋结构。
一种十分稳固的结构 ——DNA双螺旋
碱基堆积力 H键 盐键（离子键）
DNA的二级结构(双螺旋)
生命的物质基础
遗传信息的存储和传递者——核酸 遗传信息的表达者——蛋白质 生命过程的催化剂——酶 生命过程的碳源和能源——糖类 生命体的重要构件和储能物质——脂类 维持生命的重要小分子物质——维生素
水—— 生物生存的必要条件
❖ 水是极性分子 ❖ 水分子之间的氢键使水有很多特性
– 内聚力强 – 熔点、沸点、比热和表面张力高 – 优良的溶剂
通常DNA的二级结构分两大类：一类是 右手螺旋，包括A-DNA，B-DNA及C-DNA 等；另一类是局部的左手螺旋，即ZDNA。
DNA的三级结构
双螺旋DNA分子结构具有韧性，在细胞内它还 可以扭曲形成高级结构。DNA的三级结构是指 DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间 结构。 DNA的三级结构包括线状双链中可能有的纽结 和超螺旋、多重螺旋及环状DNA中诸如纽结、 超螺旋和连环之类等各种高级结构形式。
类脂(lipoid) 磷脂 糖脂 蜡 固醇 萜类
脂肪（fat）
由甘油每一个OH和一个脂肪酸的COOH结合， 形成酯键，形成一个脂肪分子。 室温下，液态的称为油，固态的称为脂 脂肪酸
– 饱和脂肪酸：硬脂酸、棕榈酸 – 不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸
蜡（wax）
➢ 蜡是由脂肪酸和醇化合而成的酯。 ➢ 蜡的脂肪酸都是长链的，醇也都是长链
单糖(monosaccharides)
分子式 (CH2O)n（n≥3）
o 丙糖 甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。 o 戊糖 核糖、脱氧核糖、核酮糖
木糖、阿拉伯糖 o 己糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖
糖苷(glucosides)
寡糖
由少数（2-6）几个单糖缩合而成的糖称为寡糖。
双糖
麦芽糖 (maltose) 淀粉的 基本结构单位。
蛋白质的特点
含氮量特别高 由氨基酸构成
蛋白质的构件分子 ——氨基酸
氨基酸的通式 氨基酸的分类 氨基酸的性质
氨基酸的通式
组成蛋白质的常 见氨基酸有20种， 通式如右图 R不同，组成的 氨基酸就不同
20种氨基酸
特点
L-型氨基酸 具旋光性
属α-氨基酸（PRO为α-亚氨基酸）
属两性电解质
必需氨基酸
蛋白质的空间作用力
盐键 (离子键）
氢键
二硫键
疏水键
氢键
疏水键 氢键
催化功能
蛋
结构功能
白
运输功能
质
贮存功能
的
运动功能
功
防御功能
能
信号功能
调节功能
其他功能
空间结构与功能的关系
DNA聚合酶活性位点
DNA
聚 合 酶
空间结构与功能的关系
o 蛋白质变性的特点： 蛋白质变性后，生物活性丧失，
有特殊生物学功能的核苷酸
三 磷 酸 腺 苷 （ adenosine triphosphate, ATP）—— 细胞中的“能量货币”。 三磷酸腺苷又称腺苷三 磷酸。在一磷酸腺苷 （AMP）的磷酸一侧，以 高能磷酸键(用~表示)再 顺序连接上2个磷酸，就 成了ATP。
(4)沿螺旋轴方向观察，两条主链和碱基并不充满 双螺旋的空间，双螺旋表面出现两条凹槽，一条宽 而深称大沟，一条狭而浅称小沟。
DNA双螺旋模型的意义
能够有效地解释遗传信息的储存、传送 和自我复制
提出了遗传信息的流动过程 复制DNA 转录RNA 翻译蛋白质
在生物体内，DNA的二级结构时刻处在 变动之中，也即DNA的二级结构可以具 有不同构象。
溶解度下降，粘度增加。 o 可逆变性 o 不可逆变性
蛋 白 变 性
尿素
硫醇
天然核糖核酸酶 除去硫醇
松散核糖核酸酶
除去尿素
除去尿素
除去硫醇
变性核糖核酸酶
不可逆变性
天然核糖核酸酶
可逆变性
蛋白质的性质
胶体性质 两性解离性质
核酸（nucleic acid）—— 遗传信息的存储和传递者
➢ 核酸的化学结构 ➢ 核酸的分类 ➢ DNA的结构 ➢ RNA的结构特点
蔗糖 (sucrose) 食用糖
纤 维 二 糖 （ cellobiose） 纤维素的基本结构单位
乳糖（lactose）存在于哺 乳动物的乳汁中
三糖
棉子糖
由半乳糖、葡 萄糖、果糖组 成
多糖
淀粉 糖原 纤维素 几丁质 果胶
脂类（lipids）——生命体的 重要构件和储能物质
脂肪（三酰甘油） (fat) 脂油
四级结构
o四级结构：为蛋白质分子中两个或更 多的亚基以非共价键形成的聚集体。如 血红蛋白。 o超分子：蛋白质分子之间能专一而有 序的缔合，在更高层次表现功能。蛋白 质还能识别与结合特定的核酸、类脂、 多糖等进一步组装成超分子以至细胞器。
蛋白质的空间作用力
❖ 氢键 ❖ 盐键(离子键) ❖ 疏水键 ❖ 范德华力 ❖ 二硫键 ❖ 脂键
tRNA
一级结构上tRNA分子有不少位置的核苷 酸非常保守，3‘-末端有共同的CCAOH三 核苷酸，有约10%的组分经过修饰。 tRNA的二级结构呈三叶草形,它由氨基酸 臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、可变环 和TψC环等五部分组成。 tRNA的三级结构呈倒L型。
tRNA的结构
四环四臂
TΨC环
D环
aa臂与反密码 臂是识别aa与 密码的重要结 构
类固醇（steroid）
➢ 基本结构是环戊烷多 氢菲。
➢ 如胆固醇、植物固醇、 性激素、维生素D和肾 上腺皮质激素等。
萜类（terpene）
基本结构是异戊二 烯。 如类胡萝卜素、视 黄 醛 、 维 生 素 E、 维生素K等。
蛋白质(protein)——
遗传信息的表达者
o蛋 白 质 是 细 胞 和 生 物 体的重要组成部分。是 由氨基酸按一定规律构 成的大分子。 o蛋 白 质 不 是 一 种 单 一 的物质，是一大类物质 的总称。
DNA中腺嘌呤与Ch胸ar腺ga嘧ff啶法的则摩尔含量相等，
即A=T
鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即G =C；
嘌 呤 的 总 含 量 与 嘧 啶 的 总 含 量 相 等 ， 即 A+G=C+T。
DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同 物种的DNA具有自己独特的碱基组成。
DNA的一级结构
DNA的一级结构是指通过3’,5’-磷酸二酯键连 接起来的四种脱氧核糖核苷酸在分子中的排 列顺序，具有不同功能的DNA区域在整个分 子中的分布情况也可归为DNA一级结构的内 容。
20种氨基酸中有8种不能由人体合成，必 须从外界摄取，称为必需氨基酸
8种必需氨基酸为 缬氨酸、亮氨酸、异 亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、 色氨酸、赖氨酸
蛋白质的结构
1.一级结构 2.二级结构 3.三级结构 4.四级结构 5.蛋白质的空间作用力
一级结构
蛋白质分子中多肽链的数目， 多肽链之间的连接方式和连接部位， 二硫键的数目和位置，多肽链中氨 基酸的数目、种类和顺序等。
二级结构
蛋白质分子中的肽链向单一 方向卷曲而形成的有周期性重复 的主体结构或构象。靠肽链内或 肽链键的氢键来维持。
包括α-螺旋、β-折叠、β转角、β-发夹和Ω-环等。
超二级结构和结构域
超二级结构是由二级结构单元形成的，也称 模体（motif）。在其中相邻的α-螺旋或β折叠链中氨基酸残基侧链紧密组装形成特定 构 象 ， 常 见 的 有 αα、βαβ、βββ 模 体 等。
反密码环
rRNA
rRNA占细胞内RNA总量的80%以上，是 核糖体组成和行使功能的主要成分。 原核生物有三类rRNA ：5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA。 真核生物有四类rRNA： 5S rRNA，5.8S rRNA，18S rRNA，28S rRNA。
mRNA
mRNA约占细胞内RNA总量的3~5%。 mRNA 是以DNA为模板合成的，它又是蛋白质合成的 模板。mRNA在长度和分子量上有很大差异。 典型的原核生物mRNA通常将功能上相关的多 肽产物一起编码；而一般只编码一个多肽产物。 另外，真核生物的mRNA 还具有5’-末端帽子 结构，3’-末端多聚腺苷酸序列和居间序列(内 含子)。
RNA的结构
生物体内的RNA一般都是以DNA为模板 合成的。在某些病毒中，RNA复制酶也 可催化以RNA为模板的RNA合成。 RNA是由四种核糖核苷酸经3’,5’-磷酸二 酯键连接而成的线性分子，长而不分支。
核糖核酸(RNA)分为
信使RNA(mRNA) 转运RNA(tRNA) 核糖体RNA(rRNA)
小 沟 大 沟
DNA的双螺旋结构模型
(1)两条反向平行的多核苷酸链(主链)围绕同一中心 轴相互缠绕；