CO
C O
N H
C
N H
尿酸
其他的稀有碱基
1.2 核糖(ribose)
DNA含脱氧核糖 RNA含核糖
5
CH2OH O
OH
4 H H 1
H 3 2 H OH OH
核糖（D-ribose）
5
CH2OH O
OH
4 H H 1
H 3 2 H OH H
脱氧核糖（2′-deoxy-D-ribose）
1.3 核苷 (nucleoside)
NH2
N
N
9
NN
HO CH2 O H H 1
H OH
H OH
腺嘌呤核苷
O
HN
N
9
H2N N N
HO CH2 O H H 1
H OH
H OH
鸟嘌呤核苷
NH2
N
1
ON
HO CH2 O H H 1
H OH
H OH
胞嘧啶核苷
O
HN
1
ON
HO CH2 O H H 1
H OH
H OH
尿嘧啶核苷
NH2
N
N
9
NN
O
不同构型的DNA
1957年发现在基因的调控区或染色质的 重组部位有DNA的三螺旋结构
2.6 超螺旋DNA
指DNA双螺旋通过弯曲和扭转所形成的特定构象,即 DNA的三级结构
L(拓扑连环数)=T（旋转数）+W（缠绕数） A 是线性的DNA分子
B是松弛型的闭合环
C是由于缠绕不足 形成的负超螺旋
真核生物内，DNA以致密形式存在于细 胞核的染色体中。 染色体的基本单位是核小体(nucleosome) 核小体：由DNA和组蛋白共同构成。 核心组蛋白：4种组蛋白(H2A , H2B , H3 ,H4)形成的8聚体 DNA：以负超螺旋缠绕在核心组蛋白上 H1在核小体之间起连接作用
H2O 丝氨酸羟甲基转移酶
N5,N10-CH2-FH4 + H2C NH3 COO
甘氨酸
组氨酸与一碳单位
NH3 CH2 CH COO N NH
组氨酸
OOC CH (CH2)2 COO FH4
HN NH C H
亚氨甲基谷氨酸
亚氨甲基转移酶
COO (CH2)2 N5-CH=NH-FH4 + HC NH3 COO
NH2
O
N
N
9
NN
O
HN
N
9
H2N N N
O
O
P O CH2 O
O
HH
1
O
P O
O
CH2 O HH
1
H OH
H H
H OH
H H
NH2
O
N
HN
1
O
ON O
O N1
O P O CH2 O
O P O CH2 O
O
H H 1 O
H H 1
H OH
H H
H OH
H H
CH3
5腺嘌呤脱氧核苷酸 5鸟嘌呤脱氧核苷酸 5胞嘧啶脱氧核苷酸 5胸腺嘧啶脱氧核苷酸
H N
5
N CH2 CH HN NH 10
N5-亚氨甲基四氢叶酸 (N5-CH=NH-FH4)
: 一碳单位
H N
5
N H
CH2
HN
10
四氢叶酸局部
(FH4)
一碳基团的来源
一碳基团主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋 氨酸的代谢
甘氨酸与一碳单位
H2C NH3 COO
甘氨酸
甘氨酸裂解酶
+ FH4
Tm值 ：当紫外吸收变化达到最大变 化的半数值时，此时所对应的温度称 为熔解温度（Tm ）、变性温度或中 点解链温度。
DNA解链曲线
影响Tm值的因素
1.溶液的性质
2.DNA中碱基组成的影响
大肠杆菌DNA在不同浓度KCl溶液下的熔融温度曲线
3.4 复性
复性：变性DNA分开的两股链在 适当条件下重新生成双链结 构的过程
一碳基团的的载体---四氢叶酸, FH4
FH4是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在N5,N10 位
8
7
10
1
N
HN
N
H2N
2
HN
4
N6 9
5
3
O
HO O
HN
O
O
HO
2-氨基-4羟基-6甲基蝶呤 对氨基苯甲酸 谷氨酸
叶酸在叶酸还原酶作用 下利用NADPH还原得 到FH4
蝶酸
叶酸（蝶酰谷氨酸）
一碳基团与四氢叶酸的连接方式
谷氨酸
1.1 碱基(base)
O
C HN3 4 5 CH
C 2 1 6 CH ON
H 尿嘧啶（Uracil，U）
O
C HN 3 4 5 C
CH3
C 2 1 6 CH ON
H
胸腺嘧啶（Thymine，T）
核酸中的嘧啶碱基
NH2
C N 3 4 5 CH C 2 1 6 CH ON
H 胞嘧啶（Cytosine，C）
2.4 核酸的一级结构
2.5 DNA的二级结构
双螺旋结构模型
Watson and Crick
DNA的二级结构特点：
DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链
(简称DNA单链)组成。
两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手
双螺旋结构。两条链方向相反。
碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基
位于螺旋外侧。
螺旋的直径约为2nm，一圈螺旋包含10
H
H
N
H
H
N
N
N
5
N CH2
HC N
10
N5,N10-甲炔四氢叶酸 (N5,N10=CH-FH4)
5
N H HC
O
CH2
N
10
N10-甲酰四氢叶酸 (N10-CHO-FH4)
5
N CH2
H2C N
10
N5，N10-甲烯四氢叶酸 (N5,N10-CH2-FH4)
5
N CH2
CH3HN
10
N5-甲基四氢叶酸 (N5-CH3-FH4)
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞液 线粒体 功
能
核蛋白体RNA rRNA
mt rRNA 核蛋白体组分
信使RNA
mRNA
mt mRNA 蛋白质合成模板
转运RNA
tRNA
mt tRNA 转运氨基酸
核内不均一RNA HnRNA
成熟mRNA的前体
核内小RNA
SnRNA
参与hnRNA的剪接、转运
核仁小RNA
DNA溶液有高度的黏性
3.4 DNA分子的变性
DNA双螺旋的有序结构受各种理化因子，如热、酸碱、变性剂、有 机溶剂以及稀释的作用，转变为无规则的线团结构。
变性的特征 增色效应, 黏度和比旋下降，沉 降系数增加，生物学活性丧失
增色效应(hyperchromic effect) 核
酸分子加热变性时，其在260nm处 的紫外吸收急剧增加的现象。
HN
N
9
H2N N N
NH2
N
1
ON
O
HN
CH3
1
ON
HO CH2 O H H 1
H OH
H H
HO CH2 O H H 1
H OH
H H
HO CH2 O H H 1
H OH
H H
HO CH2 O H H 1
H OH
H H
腺嘌呤脱氧核苷 鸟嘌呤脱氧核苷
胞嘧啶脱氧核苷
胸腺嘧啶脱氧核苷
核苷与脱氧核苷
1.4 核苷酸 (nucleotide)
病毒或者是DNA病毒或者是RNA病毒。
1.核酸的化学组成
核酸，DNA或RNA，经核酸酶水解生成单核苷酸。 单核苷酸是组成核酸的基本单位。 核苷酸进一步分解生成碱基、核糖（或脱氧核糖）和磷酸。
核酸
低聚核苷酸
单核苷酸
磷酸 核苷
碱基 核糖
核酸的水解过程
碱基的合成
嘌呤碱环上原子的来源
嘧啶碱环上原子的来源
嘌呤环合成的原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、二氧化碳、一碳单位。 嘧啶环合成的原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、二氧化碳。
5.1 一碳基团的代谢（不包括羧基）
1）亚氨甲基（-CH=NH，formimino-） 2）甲酰基（-CHO，formyl-） 3）羟甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-） 4）甲烯基（-CH2-，methylene） 5）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-） 6）甲基（-CH3- methyl- ）
第3章 核酸
Nucleic acids
本章主要内容
核酸的化学组成 核酸的结构 核酸的理化性质
核酸（Nucleic acids）—— 19世纪60年代，由瑞士米歇尔 Miescher发现。1889年Altmann将其纯化，证明核酸是含磷的酸性 生物大分子。20世纪40年代，Avery确定核酸是遗传信息的载体， 普遍存在于生命有机体中。
核糖核苷酸（上）与脱氧核糖核苷酸（下）
NH2
N
HC
-O
O
O
P～ O P ～ O
O PO
N
5
CH2 O
N CH
N
O-
O-
O-
HH
H
H
OH OH
腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）
NH2
N HC
N
N CH
N
O CH2 O