核酸的结构与功能
含量最少;代谢活跃。在蛋白 质的生物合成中起模板作用。 2、转运RNA (tRNA) ? 占细胞总RNA的15%左右;细 胞中最小的一种 RNA分子。 在蛋白质的生物合成中起携带 氨基酸和解译的作用。
12
3、核糖体RNA (ribosome RNA ,rRNA)
? 占细胞中总 RNA80%左右,含量最大 。在蛋白质 合成中起催化作用,催化肽键的形成 (可以说, 核 糖体是一种核酶,蛋白质只是维持 rRNA构象)。
? 包括核糖核苷酸 ( RNA的结构单位) 和脱氧核糖核苷酸 ( DNA的结构单位)
? 细胞内还有 各种游离 的核苷酸和核苷酸衍 生物,它们有重要的 生理功能。
? 如:FAD、CoA、 NAD+、NADP+、腺 苷钴胺素 ……
18
(一)碱基(base)
1、嘧啶碱(pyrimidine base)
? 嘧啶的衍生物。 ? 核酸中常见的嘧啶:胞嘧啶 (cytosine,C) 、尿
(2)稀有碱基种类极多,大多数都是 甲基化(m) 碱基。
? 修饰基团在碱基上的写在碱基符号左边,修饰基团 在核糖上的写在碱基符号右边,修饰基团的位置写 在右上角,数目写在右下角。
(3)稀有碱基在各种类型核酸中的分布不均一, 在 tRNA中含量较高 (可高达10%)
22
(二)核苷
? 1.核苷:由戊糖与碱基 以糖苷键 连接而成, 是一种糖苷。
14
三、核酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物功能
1、DNA是主要的遗传物质 2、RNA功能的多样性 ? 控制蛋白质合成; ? 作用于RNA转录后加工与修饰; ? 基因表达与细胞功能的调控; ? 催化作用; ? 遗传信息的加工与进化; ? 在RNA病毒中是遗传信息的一级载体
返回
15
第三节、核酸的组成、结构
16
17
一、核苷酸
25
(三)核苷酸
1.核糖核苷的糖环上有 3个自由羟基,能形成 3种 不同的核苷酸;
? 脱氧核糖核苷的糖环上有 2个自由羟基,只能 形成2种不同的核苷酸;
? 生物体内游离存在的核苷酸多是5′ -核苷酸。
26
27
28
2.多磷酸核苷酸
? ⑴种类: 5′-二 磷酸核苷( 5′NDP)、 5′ -三 磷酸核苷( 5′NTP)
? 1944 年, O. Avery 通过肺炎双球菌转化实验证 明DNA是遗传物质
? 1953年, Watson-Crick 提出DNA双螺旋结构模型, 为分子生物学的发展史奠定了基础。
? 2000年,人类基因组计划( HGP)基本完成:
返回
3
第二节、核酸的种类、分布及功能
一、核酸的种类
? 脱氧核糖核酸 (deoxyribonucleic acid ,DNA)和 核糖核酸(ribonucleic acid , RNA)两大类。
8
? DNA:含有D-2-脱氧核糖;通常为双链结构,使 DNA分子稳定;是 主要的遗传物质 ,通过复制而将 遗传信息由亲代传给子代。
? RNA:含有D-核糖;通常为单链结构(某些病毒为 双链RNA);与遗传信息的表达有关 。
9
㈠、DNA的种类
? 1、线型双链DNA:真核生物染色体 DNA、某些 病毒DNA 。
? 2.通常是戊糖的 C1′ 与嘧啶碱的 N1或嘌呤 碱的N9相连接。糖苷 键为 C—N键,为 N-糖 苷键(核酸中均为β 糖苷键)。
? 3.包括核糖核苷和脱 氧核糖核苷。
24
? 4.糖环中的碳原子标号右上角 加撇,而碱基中原 子的标号不加撇。
? 5、稀有核苷包括修饰核苷和异构化核苷。 ? 核糖也能被修饰,主要是 甲基化; ? 稀有核苷主要在 RNA中; ? 假尿苷:核糖的 C1′与尿嘧啶的 C5相连。
? 2、环状双链DNA:原核生物染色体 DNA、质粒 DNA、真核生物细胞器 DNA、某些病毒 DNA 。
? 3、线型单链DNA:某些病毒 DNA,如:小鼠微 小病毒
? 4、环状单链DNA:某些病毒 DNA,如:丝杆噬 菌体fd
10
㈡、RNA的种类
1、信使RNA ( mRNA) ? 占细胞总RNA的3%~5%左右,
? ⑵功能:核酸合 成的前体;重要 的辅酶和能量载 体。
29
3、环化核苷酸
? ⑴重要的有: cAMP 、cGMP 。
? ⑵功能:细胞功 能的调节因子和 信号分子。
30
cAMP的产生
31
二、核酸的共价结构
? 核酸的共价结构 :即核 酸的一级结构,指核酸 的核苷酸序列。
(一)核酸中核苷酸的连 接方式
⑴原核细胞中 rRNA有三种,分别是: 16SrRNA(小亚 基),23SrRNA、5SrRNA(大亚基) ;
⑵高等真核细胞中 rRNA有四种,分别是: 18SrRNA (小亚基), 28SrRNA 、5.8SrRNA、5SrRNA (大亚基) 。
13
二、核酸的分布
? 1、DNA的分布 ? 核( 98 %) ;浆( 2 %) ? 原核细胞:核区;细胞质 ? 真核细胞:细胞核;线粒体、叶绿体等细胞器 ? 2、RNA的分布 ? 核(%) <10;浆(%) >90 ? 3、病毒或只含 DNA,或只含RNA。
6-氨基嘌呤
2-氨基,6-氧嘌呤
20
? 核酸中五种碱基中的 酮基和氨基,均位于碱基 环中氮原子的邻位,可以发生 酮式一烯醇式 或 氨基、亚氨基 之间的结构互变,书写时用任何 一种皆可。
21
3、稀有碱基(minorbase)
(1)稀有碱基:又称修饰碱基( modified base ), 稀有的微量碱基衍生物。
嘧啶(uracil,U) ( RNA )、胸腺嘧啶 (thymine,T) ( DNA )。 ? 胸腺嘧啶在tRNA中也有少量存在。
2、嘌呤碱(purine base)
? 嘌呤的衍生物。 ? 核酸中常见的嘌呤:鸟嘌呤 (guanine,G) 、腺嘌
呤(adenine,A)
19
2-氧,4-氨基嘧啶 5-甲基尿嘧啶 2,4-二氧嘧啶
第一章、核酸的结构与功能 (nucleic acid)
1
本章内容提要:
? 第一节、核酸的发现与研究简史
? 第二节、核酸的种类、分布及功能 ? 第三节、核酸的组成、结构 * ? 第四节、核酸的理化性质 *
2
第一节、核酸的发现与研究简史
? 1868年,瑞士的外科医生 Friedrich Miescher 从脓 细胞中发现了 DNA。