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二、核酸的种类及分布
按其所含糖不同分为两类： 核糖核酸- (ribonucleic acid，RNA)
◇ mRNA- 信使RNA（5%） ◇ rRNA- 核糖体RNA（80%） ◇ tRNA- 转移RNA（10-15%）
脱氧核糖核酸- (deoxyribonucleic acid，DNA)
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几种稀有核苷
H2 H2 5
H3C CH3
假尿苷（）
二氢尿嘧啶核苷 （DHU）
CH3
Am
m26A
命名：见教材11页上面文字叙述（m在A前表示碱基
上甲基化，在后表示糖环上甲基化）。
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二、核苷形成
•核苷
碱基
嘌呤9位N/嘧啶1位N 核糖
与糖1'C形成糖苷键
NH2 N
戊糖 核糖 脱氧核糖
碱基 嘌呤 嘧啶
一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位
分子组成 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖 磷酸(phosphate)
戊糖
脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
核糖(ribose) （构成RNA）
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碱基
变化。
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DNA双螺旋结构特点
3’ 5’
3’ 5’
P32
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DNA双螺旋结构特点
1. 主链由两条反向平行的多核苷 酸链组成，形成右手双螺旋；
5´ 3´
3’ 5’
3´ 5´
3’ 5’
P32
DNA双螺旋结构特点
2、主链在螺旋外侧，碱基在内侧(糖环平面 与中轴平行，碱基平面与中轴垂直)；
有时，磷酸二酯键上的P也可省略：pACTGOH。
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书写方法：
AGT GCT 5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3
DNA的空间结构(spatial structure)
构成DNA的所有原子在三维空 间具有确定的相对位置关系。
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序叫做DNA的 一级结构。一级结构的走向规定为5´→3´。不同的 DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序，因此携带有 不同的遗传信息。 连接方式（3´, 5´-磷酸二酯键）
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DNA一级结构的表示方法
一级结构的表示方法有 结构式，线条式，文字式。
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嘧啶
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基本碱基结构（P9）
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
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
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嘧啶(pyrimidine)
O
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
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DNA双螺旋结构的研究背景
1、1952年，Chargaff 测定几种生物DNA中4种碱基 的含量，发现A＝T ，G＝C。
2、1953年，看到Franklin于1951年拍摄的
DNA的Ｘ光衍射照片，发现DNA含有2条或2条
以上具有螺旋结构的多核苷酸链，螺旋直径为2nm，
每隔0.34nm有一个层状结构，每隔3.4nm有一个周期
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DNA双螺旋结构特点
3、DNA双螺D旋NA结d构o的ub螺le距he为li3x.4n示m意, 相图邻碱基对之
间的轴向3'距离为50'.34nm , 双螺旋的平均直径为 2nm（包含10个核苷酸，夹角36°）；
注：
链的走向
小沟 大沟
PS
ATS P
S
T
A
P S
C
G
P S
G
C
S P S
SP
螺距 3.4nm
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4
肺炎双球菌转化实验图解
致 病 菌
20139-/62/-619
第三章 核苷酸 I
15
• 1946年，E. Chargaff 测定了 DNA 碱基，提出 Chargaff 法则。
DNA的碱基组成特点——Chargaff定律 (1)碱基当量定律:嘌呤碱总量=嘧啶碱总量, 即A+G=T+C (2)不对称比率A+T/G+C因物种(亲缘关系 远近)而异
碱基---嘌呤碱（purine）与嘧啶碱（pyrimidine）的衍 生物。杂环化合物 ，嘧啶由2个氮原子取代苯分子间位 上的2个碳形成，嘌呤为双环结构 。基本碱基有5种。
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
嘌呤
嘌呤---腺嘌呤、鸟嘌呤 嘧啶---胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶
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N 3
61 2
NH
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氢键:
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T-A碱基对 G-C碱基对
生活中的双螺旋实例:
北
杭
京
州
中
花
关
家
村
山
广
庄
场
的
金
双
色
螺
的
旋
双
旋
螺
转
旋
楼
梯
51
DNA双螺旋构象的多态性(P20)
右手双螺旋结构：一般为B型构象（B型双螺 旋） ，它是在低离子强度的溶液中和染色体 中存在的主要构象；
另外，有A型、C型；
AMP Adenosine
monophosphate
ADP
Adenosine diphosphate
ATP
Adenosine triphosphate
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第三章 核苷酸 I
5´-NMP 5´-NDP 5´-NTP N=A、G、C、U
5´-dNMP 5´-dNDP 5´-dNTP N=A、G、C、T
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6
• 1953年， Watson和Crick 提出DNA结构的双螺 旋模型。(获得1962年的诺贝尔生理学奖 )
• 1958年，Crick 提出遗传信息传递的中心法则。
• 70年代 建立 DNA 重组技术。
• 80年代以后, 分子生物学、分子遗传学等学科突 飞猛进发展。
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核酸的结构与功能
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内容
第一节 核酸通论 第二节 核酸的化学组成 第三节 DNA的分子结构 第四节 RNA的分子结构 第五节 核酸的理化性质
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第一章 核酸的结构与功能
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教学目的要求：
通过本章的学习掌握核酸的化学 组成、分子结构及基本性质,了解其超 级结构。
教学重点与难点： 分子结构及基本性质。
左手双螺旋结构： Z型 。
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A-DNA
B-DNA
Z-DNA
DNA双螺旋结构的意义
该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征；
最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、 转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达 的分子基础。
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三链DNA（三股螺旋）
• 核酸的基本组成单位---核苷酸； • 核苷酸的组成成分---碱基、戊糖和磷酸基；
• 解析：核酸是由很多单核苷酸聚合形成的多核苷 酸，核苷酸可被水解产生核苷和磷酸，核苷进一 步水解产生戊糖和含氮碱（简称碱基） 。
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核酸组成 核和脱氧核苷
存在条件：一条全嘌呤,另一条全嘧啶。
特点： 两条全嘧啶链和一条全嘌呤链组成三螺旋结构； 第三条链以正向平行结合于正常双螺旋的大沟中； 碱基间通过 Hoogsten 氢键碱基对方式配对。
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多聚嘌呤
DNA分子间 的三链结构
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多聚嘧啶
DNA三链间的碱 基配对
DNA分子内 的三链结构
•种类及名称：
…核苷 …脱氧核苷
HO CH2 O
1
NO
1´
OH OH
NH2
N
N
9
N
N
CH2OH O
HH
1'
H 2'
H
O
OH
H
糖苷键
核苷(ribonucleoside)
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第三章 核苷酸 I
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三、核苷酸形成
结构举例
核苷酸的结构：磷酸酯键 核苷/脱氧核苷
磷酸
核苷酸(ribonucleotide)
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[ DNA和RNA的化学组成比较分析]
嘌呤碱 嘧啶碱 戊糖 磷酸
RNA 腺嘌呤、鸟嘌呤
DNA 腺嘌呤、鸟嘌呤
胞嘧啶、尿嘧啶 胞嘧啶、胸腺嘧啶
核糖 磷酸
脱氧核糖 磷酸
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第三节 DNA的分子结构
一、 DNA的一级结构 二、 DNA的二级结构 三、 DNA的三级结构
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一、DNA 的一级结构
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核酸的分布
DNA：
存在于真核生物的细胞核内（占总量的98%以上） 及叶绿体和线粒体中；原核生物的拟核与质粒中。
RNA：
主要存在于细胞质、细胞核及叶绿体和线粒体中。
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第二节 核酸的化学组成