一、核酸的发现和研究工作进展
• 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取含磷丰富的酸性物质---“核素” • 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 • 20世纪50年代初，Erwin Chargaff在测定多种生物的DNA组成后，发现
A=T,G=C,这称为“Chargaff定则” • 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 • 1968年 Nirenberg发现遗传密码 • 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 • 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 • 1985年 Mullis发明PCR 技术 • 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) • 1994年 中国人类基因组计划启动 • 1998年，国际水稻基因组计划，2000年5月，中国超级杂交水稻基因组计划 • 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架，2003年完成精细图谱
5′→3′的排列顺序。
DNA一级结构的意义
• 一个由N个碱基组成的DNA会有4N个可能的 排列组合。
• 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排列组合之中。
二、DNA的空间结构
• DNA的二级结构-双螺旋结构 – DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 – DNA双螺旋结构模型要点
OH OH
多磷酸核苷酸
NMP NDP NTP 合成核酸的原料----NTP 、dNTP 能量载体----ATP 、GTP
N H2
O O- P
O-
O O- P
O-
N
N
O O- P
O-
N
N
OCH2 O
H
H
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
辅酶类核苷酸：
NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
核苷＝碱基＋戊糖
NH2
连接部位：戊糖---
，
1
碱基---嘌呤9 /嘧啶1 H O
连接方式：C---N 糖苷键
CH 2 O
N
1
NO
1´
OH OH
核 核苷：AR, GR, UR, CR 苷 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
NH2
OH
N
N
N
N
NH2 N
OH N
NN HOCH2 O
HH
H2N N N
参与细胞内DNA遗传信息的表 达。某些病毒RNA也可作为遗 传信息的载体。
第一节 核酸的化学组成
核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2.分子组成
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
嘌呤 A G 碱基
嘧啶 C U T
核糖(RNA) 戊糖
脱氧核糖 (DNA)
一、戊 糖
H O CH 2
O H H O CH 2
• DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 – DNA的超螺旋结构 – 原核生物DNA的高级结构 – DNA在真核生物细胞核内的组装
• DN螺旋结构
1、DNA双螺旋结构的研究背景
多聚核苷酸的表示方式
T
OH
5’
3’
DNA
5′PdAPdCPdGPdTOH 3′ 或 5′ACGTGCGT 3′
ACGTGCGT
U
OH OH OH OH
OH
5’
3’
RNA
5′PAPCPGPUOH ′ 5′ACGUAUGU 3′
ACGUAUGU
第二节 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
• 概念 • 指DNA分子中脱氧核苷酸从
5´端
五、核苷酸的连接方式
上一个核苷酸戊糖３， 位的羟基与下一个核苷酸戊 糖５，位的磷酸以磷酸二酯 键连接形成多核苷酸链， 即以３，－５，磷酸二酯键连 接。
3´端
5′-磷酸端（常用5’-P表示）；3′-羟基端（常用3’-OH表示） 多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须
注明它的方向是5′→3′或是3′→5′，一般默认为从左到右为5’3’。
第三章 核酸的结构和功能
李春雷 重庆三峡医药高专
学习内容
• 核酸的化学组成 • 核酸的分子结构 • 核酸的理化性质及应用
项目目标
• 掌握核酸的基本组成成分，构成核酸的 基本单位，构成DNA和RNA的几种重要 核苷酸
• 熟悉核酸的一级结构和空间结构 • 了解核酸的理化性质
核酸的概述
• 核酸是一类重要的生物大分子，担负着 生命信息的储存与传递。
二、核酸的分类及分布
脱氧核糖核酸
98%以上分布于细胞核，其余分布于
(deoxyribonucleic acid, 核外如线粒体，叶绿体，质粒等。
DNA)
携带遗传信息，决定细胞和个
体的基因型(genotype)。
核糖核酸
(ribonucleic acid, RNA)
包括mRNA、tRNA和rRNA分布 于胞核、胞液。
HO N
HO N
HOCH2 O
HOCH2 O
HOCH2 O
HH
HH
HH
H
H
H
HH
HH
H
OH OH
OH OH
OH OH
OH OH
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷 胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷
四、 核苷酸(ribonucleotide)
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
NH2
N O H O P O CH 2 O N O OH
H
2
嘧啶(pyrimidine)
O
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H 3C NH
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱 基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。
三、 核苷(ribonucleoside)的形成
OH
5´ O
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH
核糖(ribose) （构成RNA）
OH
脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
二、碱 基
嘌呤(purine)
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
鸟嘌呤(guanine,
N
G)
• 核酸是现代生物化学、分子生物学的重 要研究领域，是基因工程操作的核心分 子。
核 酸(nucleic acid) 的概念
1、结构----是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。
2、功能---核酸是生物遗传的物质基础，决 定生物的生长、繁殖以及生命的代谢模式。
3、DNA储存信息；RNA传递并表达信息 4、DNA----- RNA-----蛋白质