NH 2
N
HOH 2 C
1
O
N
O
1'
H
H
H
H
OH
H
胞嘧啶脱氧核苷 （deoxycytidne）
核苷
核糖核苷（核苷）：A、G、C、U 脱氧核糖核苷（脱氧核苷）：dA、dG、dC、dT
修饰核苷或稀有核苷
修饰核苷包括三种情况:
（1）由修饰碱基和糖组成的核苷 （2）由非修饰碱基和2-O-甲基核糖组成的核苷 （3）由碱基与糖连接方式特殊的核苷
25
松弛环形
10 15
1
5
10
15
20 23
右手旋转拧松两匝后的线形DNA
超螺旋的拓 扑学公式：
L=T+W 或
=+
23
1
20
L=23,T=23, 5 W=0
解链环形
15 10
4 21
13
1
23 8
16
L=23,T=25,W=–2
负超螺旋
例2 不切开DNA分子的拓扑学参数的变化。
假定某环状分子的长度为5500个碱基对，在BDNA的松弛状态下，则
动态中DNA超螺旋结构
3.4.1 环状DNA的超螺旋结构 DNA分子的琼脂糖凝胶电泳图谱
3.4.1 环状DNA的超螺旋结构
螺
旋
和
超
螺
旋
电
话
螺旋
线
超螺旋
23 1
超螺旋状态的定量描述
20 L=25,T=25, 5 W=0
松弛环形
公式1： L=T+W
10 15
L——连环数（linking number），DNA双螺旋中一
pKa2=4.5
O
ON
H O P O C H2 O
O-
HH
H
H
OH OH
C M P-
pKa3=6.4
O -
ON
O P O C H2 O
O-
HH
H
H
OH OH
C M P--
3.2 核酸的一级结构
1．核酸分子中核苷酸的连接方式 3 ′, 5 ′—磷酸二酯键
RNA
5′-磷酸端（常用5′-P表示）；3′-羟基端（常用3′-OH表示） 方向性:注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。
取代基
取代位置 核苷
m22 N
取代基的数目
取代基用下列小写英文字母表示 :
甲基m 甲硫基ms 异戊烯基i
乙酰基ac 羟基o或h
羧基c
氨基n 硫基s
例：
S HN
O
N
R
O
HN
O
N
R
s4 U
CH 2 OH
o m 5U或 h m 5U
注意：
含修饰核糖的核苷即2’-O-甲基核苷的表示方法， 在核苷符号的右下方注上一个小写m。
H OH
OH H
H H
β-D-2-脱氧核糖
HOH 2C O OH
H
H
H OH
H OCH 3
β-D-2-O-甲基核糖
3.1.3 核苷
HOH 2C
O
base
H
H
H
H
OH
OH
核苷：含N苷，β-苷
核苷中戊糖与碱基的连接方式：
NH 2
N
N
9
N
N
HOH 2 C
O
1'
H
H
H
H
OH
OH
腺嘌呤核苷 （adenosine）
（4
核苷酸的两性解离和等电点
N H2 + HN
N H2 + HN
O
ON
H O P O C H2 O
OH
HH
H
H
OH OH
+ CMP
O
ON
pKa1=0.80 H O P O C H2 O
O-
HH
H
H
OH OH
±
N H2
CMP
N
pIC M P=
pKa1+pKa2 2
=
0.8+4.5 2
= 2.65
N H2 N
3.5 DNA和基因组
3.5.2 病毒和细菌基因组的特点
（1）共同点 ①基因组较小，只有一个环状或线形的DNA分子。 ②基因组的大部分序列是用来编码的，基因之间的间隔 序列很短。 ③功能相关的基因常常串联在一起，由共同的调控元件 调控，并转录成同一mRNA分子，指导多种蛋白质的合 成。
3.5 DNA和基因组
（1）
O
H
HN
H
H ONH
R
5 ,6 -d ih y d ro u rid in e (D o r h U )
H CH 3 N
N
N
NN
dR
N 6 -M e th y l-d A
（2）
Ade HO CH 2 O
HH
H
H
OH OCH 3
2 '- O - 甲 基 腺 苷 ( Am)
NH 2
N
CH 3
ON
突环（ 150nm，每个突环大约75000bp）
玫瑰花结（ 300nm ，6个突环） 螺旋圈（ 700nm，每圈30个玫瑰花） 染色体（ 1400nm， 每个染色体单体含10 个螺旋圈）
3.5 DNA和基因组
3.5.1 基因和基因组的概念
基因（Gene）：也称为遗传因子。是指携带有遗传信息 的DNA序列，是控制性状的基本遗传单位。 （结构基因，调节基因，间隔序列） 基因组（Genome）：一般的定义是单倍体细胞中的全 套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因 为一个基因组。
例: 2’-O-甲基腺苷 Am
3.1.4 核苷酸
（1）核苷酸的结构和功能
2’，3’，5’一核糖核苷酸
(2´-AMP)
(3´-AMP)
(5´-AMP)
3’，5’一脱氧核糖核苷酸
Deoxyadenosine 3’- monphosphate (3’- dAMP)
Deoxyadenosine 5’- monphosphate (5’- dAMP)
生物化学简明教程第四核酸文稿演示
作业
类别
nucleic acid
ribonucleic acid, RNA deoxyribonucleic acid, DNA
分布
DNA （ deoxyribonucleic acid）：大部分在核中 RNA （ ribonucleic acid ）：核,质均有分布 三种 RNA ：tRNA , mRNA, rRNA
3. 螺旋直径2nm，相邻碱基平面垂直距离0.34nm,两 核苷酸夹角为36℃，每一圈10个核苷酸，螺距为 3.4nm。
DNA 双螺旋模型主要特征
4.DNA分子表面形成大沟和小沟。 5.大多数天然DNA属双链DNA（dsDNA），某些病毒
为单链DNA(ssDNA)。 6.双链DNA分子主链上的化学键受碱基配对等因素
0.38nm
12
螺距 碱基倾角
大沟
2.8nm 20°
很窄很深
3.4nm 1°
很宽较深
4.5nm 7°
平坦
小沟
很宽、浅 窄、深
较窄很深
Z-DNA的生物功能：
与基因表达、基因调控有关。
二重对称结构（回文结构也称反向重复）
镜像重复与三螺旋DNA
3.4 DNA的高级结构
噬菌体T2DNA长约50μm E-coli DNA 长约1mm 人生殖细胞DNA长约1m
蛋白质
3.6.2 rRNA
原核细胞
真核细胞(哺乳动物细胞)
沉降常数 近似分子量 沉降常数
近似分子量
70S
2.7×106
80S
4.6×106
30S
0.9×106
多聚核苷酸的表示方式 T
U
OH OH OH OH
5′
3′ 5′
3′
DNA
RNA
5′pdApdCpdGpdTOH 3′
5′pACGTGCGT 3′ （ pACGTGCGT）
5′pApCpGpUOH ′
5′pACGUAUGU 3′
d
pACGUAUGU
3.3 DNA的二级结构
3.3.1 提出DNA双螺旋结构模型的根据 （1）x-光衍射分析
3.6.1 tRNA
（ 1 ） 氨基酸臂 （ 2）二氢尿嘧啶环（DHU 环） （ 3 ）反密码环 （ 4 ）T ψ C 环 （ 5 ）额外环
DHU环
A C
Ala
C
氨基酸臂
TψC环 可变环
I GC
反密码环
反密码子
3.6.1 tRNA
tRNA 的三级结构
核蛋白体 小亚基 rRNA 蛋白质 大亚基 rRNA
1979年美国A·Rich等人发现了左旋DNA（左手 DNA双螺旋结构）
d(CpGpCpGpCpGp) 晶体X-光衍射分析
三种 DNA 双螺旋构象比较
外型 螺旋方向 螺旋直径
碱基直升
每圈碱基数
A 粗短 右手 2.3nm
0.26nm
11
B 适中 右手 2.0nm
0.34nm
10
Z 细长 左手 1.8nm
T=5500/10=550 L=T+W L=T=550 当分子转入70%酒精溶液时， 分子由B –DNA转为
A –DNA L=550 T=5500/11=500 W=L-T=+50
3.4.2 真核生物染色体结构
DNA （2nm）
核小体链（ 11nm，每个核小体200bp）