核酸結(jié)構(gòu)與功能第一頁(yè)，共37頁(yè)。核酸的發(fā)現(xiàn)：1868，瑞士外科醫(yī)生FridrichMiescher從膿細(xì)胞的核中分離，稱核酸；1939~1952，研究核酸的功能OswaldAvery研究小組發(fā)現(xiàn)：第一節(jié)核酸的一般概述+非致病性肺炎球菌致病性肺炎球菌的DNA非致病性肺炎球菌均有致病性第二頁(yè)，共37頁(yè)。2證實(shí)DNA為遺傳信息攜帶者的相關(guān)實(shí)驗(yàn)第三頁(yè)，共37頁(yè)。3第四頁(yè)，共37頁(yè)。4核酸的種類：DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）核酸的分布：DNA：細(xì)胞核，線粒體RNA：細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)核酸的功能：DNA：遺傳信息的貯存RNA：遺傳信息的表達(dá)第五頁(yè)，共37頁(yè)。5第二節(jié)核酸的分子組成一、元素組成CHONP(9-10%)二、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位---核苷酸（一）核酸的水解產(chǎn)物核酸核苷酸磷酸核苷DNARNA戊糖（核糖、脫氧核糖）堿基（嘌呤、嘧啶）第六頁(yè)，共37頁(yè)。6第七頁(yè)，共37頁(yè)。7（二）核苷酸中的堿基成分嘌呤(purine)：腺嘌呤（adenine,A）鳥嘌呤（guanine,G）嘧啶(pyrimidine)：胞嘧啶（cytosine,C）胸腺嘧啶（thymine,T）(DNA)尿嘧啶（uracil,U）(RNA)嘌呤和嘧啶環(huán)中含共軛雙鍵，A260定量稀有堿基：黃嘌呤（X）次黃嘌呤（I）5-甲基胞嘧啶（m5C）雙氫尿嘧啶（DHU）第八頁(yè)，共37頁(yè)。8嘌呤嘧啶第九頁(yè)，共37頁(yè)。9（三）戊糖與核苷OOHHHOHHOHHOCH2H1’2’3’4’5’核糖OOHHHHHOHHOCH2H1’2’3’4’5’脫氧核糖OHHOHHOHHOCH2H堿基OHHHHOHHOCH2H堿基核苷脫氧核苷糖苷鍵糖苷鍵第十頁(yè)，共37頁(yè)。10（四）核苷酸OHHOHHOHOCH2H堿基POHHHHOHOCH2H堿基P5’-核苷酸5’-脫氧核苷酸核苷一磷酸NMP核苷二磷酸NDP核苷三磷酸NTP脫氧核苷一磷酸dNMP脫氧核苷二磷酸dNDP脫氧核苷三磷酸dNTP酯鍵酯鍵第十一頁(yè)，共37頁(yè)。11堿基核苷5’核苷酸AGCU腺苷鳥苷胞苷尿苷腺苷酸（AMP）鳥苷酸（GMP）胞苷酸（CMP）尿苷酸（UMP）RNA堿基核苷5’脫氧核苷酸AGCT脫氧腺苷脫氧鳥苷脫氧胞苷胸苷脫氧腺苷酸（dAMP）脫氧鳥苷酸（dGMP）脫氧胞苷酸（dCMP）胸苷酸（dTMP）DNA核苷酸的命名第十二頁(yè)，共37頁(yè)。12核苷酸名稱中的縮寫符號(hào)脫氧堿基磷酸基數(shù)目磷酸dAMPGDTTCUN第十三頁(yè)，共37頁(yè)。13三、體內(nèi)重要的游離核苷酸及其衍生物（一）多磷酸核苷酸NDPNTP(A，G,C,U)dNDPdNTP(A，G,C,T)功能能量物質(zhì)ATPGTPCTPUTP合成核酸的原料NTPdNTPHCH2NH2OHHHOHXHO-P-O-P-O-P-O-OHOHOHOOO第十四頁(yè)，共37頁(yè)。14（二）環(huán)化核苷酸3’，5’-環(huán)化腺苷酸cAMP3’，5’-環(huán)化鳥苷酸cGMP第二信使3’5’-環(huán)化腺苷酸3’5’-環(huán)化鳥苷酸第十五頁(yè)，共37頁(yè)。15第三節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA或RNA中核苷酸的排列順序核苷酸的連接方式3’，5’磷酸二酯鍵書寫方式OHHHHOCH2H堿基1POOHHHHOCH2H堿基2POOHHHHOHCH2H堿基3PO5’3’PAPGPCPTPAPT5’OH3’5’pApGpCpTpApT3’5’AGCTAT3’(1)(3)(2)(4)AGCTAT第十六頁(yè)，共37頁(yè)。16二、DNA的分子結(jié)構(gòu)（一）DNA的堿基組成AGCT特點(diǎn)（Chargaff法則）1、所有DNA分子中，[A]=[T]，[G]=[C][A]/[T]=[G]/[C][A]+[G]=[T]+[C]2、DNA的堿基組成具有種屬特異性不同種屬生物的DNA其堿基組成不同3、DNA的堿基組成無(wú)組織或器官特異性同一生物體的各種不同器官或組織DNA的堿基組成基本相同4、生物體內(nèi)的堿基組成一般不受年齡、生長(zhǎng)狀況、營(yíng)養(yǎng)狀況和環(huán)境等條件的影響第十七頁(yè)，共37頁(yè)。17（二）DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA中脫氧核糖核苷酸的排列順序DNA分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存了大量的遺傳信息人類基因組計(jì)劃：測(cè)定人的所有DNA分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)

1991年啟動(dòng)1994年我國(guó)加入（3號(hào)染色體，1%）2000年6月草圖2003年精細(xì)圖第十八頁(yè)，共37頁(yè)。181953年，JamesWatson&FrancisCrick特點(diǎn)：1、互補(bǔ)雙鏈，反向平行；2、磷酸、戊糖為骨架，堿基向內(nèi)；3、AT,GC；4、每個(gè)堿基對(duì)處于同一平面，堿基平面垂直于中心軸；5、右手螺旋，10bp/螺旋，直徑2nm，螺距3.4nm；6、大溝、小溝三、DNA的空間結(jié)構(gòu)1、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)—雙螺旋結(jié)構(gòu)B第十九頁(yè)，共37頁(yè)。19JamesWatsonFrancisCrick第二十頁(yè)，共37頁(yè)。20DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)第二十一頁(yè)，共37頁(yè)。21堿基配對(duì)及氫鍵形成第二十二頁(yè)，共37頁(yè)。222、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋進(jìn)一步盤曲所形成的更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

線粒體DNA細(xì)菌質(zhì)粒DNA病毒DNA超螺旋環(huán)形雙螺旋超螺旋第二十三頁(yè)，共37頁(yè)。23

核心顆粒：2(H2A·H2B

·

H3

·

H4

)；DNA(146bp)

真核生物核小體結(jié)構(gòu)H1核心顆粒H1核心顆粒H1核心顆粒第二十四頁(yè)，共37頁(yè)。24染色質(zhì)纖維第二十五頁(yè)，共37頁(yè)。25三、RNA的分子結(jié)構(gòu)（一）RNA的種類核蛋白體RNAribosomalRNA(rRNA)>80%信使RNAmessengerRNA(mRNA)1%~5%轉(zhuǎn)運(yùn)RNAtransferRNA(tRNA)~15%（二）RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)RNA分子中核糖核苷酸的排列順序核糖核苷酸的種類：AMP、GMP、CMP、UMP連接方式：3’，5’磷酸二酯鍵第二十六頁(yè)，共37頁(yè)。26RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基本組成單位：AMP、GMP、CMP、UMP（NMP）核糖核苷酸按一定順序相連（3’，5’-磷酸二酯鍵）主要為單鏈，但局部區(qū)域可因堿基互補(bǔ)而形成雙鏈結(jié)構(gòu)（三）三種RNA的分子結(jié)構(gòu)與功能第二十七頁(yè)，共37頁(yè)。271、mRNA的結(jié)構(gòu)與功能：前體：不均一核RNA（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)5’帽：m7Gppp（7-甲基鳥嘌呤核苷三磷酸）3’尾：polyA編碼區(qū)、非編碼區(qū)m7Gppp-AAAA…..A5’3’5’非編碼區(qū)3’非編碼區(qū)編碼區(qū)功能：合成蛋白質(zhì)的模板（密碼子）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第二十八頁(yè)，共37頁(yè)。282、tRNA的結(jié)構(gòu)與功能：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、含10~20%的稀有堿基（DHU，假尿苷，mG、mA）；2、二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形；3、三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒“L”形；4、3’端為CCA-OH結(jié)構(gòu)，與氨基酸相連功能：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸至蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所CCADHU環(huán)TC環(huán)反密碼環(huán)5’額外環(huán)第二十九頁(yè)，共37頁(yè)。29三葉草型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）氨基酸臂：由7個(gè)堿基對(duì)組成，含G較多，3’-CCA-OH連接氨基酸；（2）雙氫尿嘧啶環(huán)（DHU環(huán)）：由8~11個(gè)核苷酸組成；含DHU；（3）反密碼環(huán)：由7個(gè)核苷酸組成，中間3個(gè)相鄰的核苷酸組成反密碼子，與mRNA上密碼子配對(duì)；（4）額外環(huán)（可變環(huán)）：由3~18個(gè)核苷酸組成，不同的tRNA此環(huán)大小不等，是tRNA的分類標(biāo)志；（5）T

C環(huán)：由7個(gè)核苷酸組成，含胸苷、假尿苷、胞苷第三十頁(yè)，共37頁(yè)。30氨基酸臂T

C環(huán)反密碼環(huán)額外環(huán)DHU環(huán)第三十一頁(yè)，共37頁(yè)。313、rRNA的結(jié)構(gòu)與功能：21種原核真核小亞基rRNA蛋白質(zhì)rRNA蛋白質(zhì)大亞基16S18S33種5S，23S5S，5.8S，28S49種34種大小30S40S大小50S60S核蛋白體大小70S80SrRNA+蛋白質(zhì)核蛋白體（核糖體）核蛋白體的組成核蛋白體的功能：蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所第三十二頁(yè)，共37頁(yè)。32（四）其它小分子RNA小核RNA(snRNA)小核仁RNA(snoRNA)小胞質(zhì)RNA(scRNA)功能：參與hnRNA和rRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)和加工（五）核酶(ribozyme)某些RNA分子具有自我催化能力，可以完成rRNA的剪接，稱核酶1982，T.R.Cech，四膜蟲rRNA加工第三十三頁(yè)，共37頁(yè)。33第四節(jié)核酸的理化性質(zhì)和應(yīng)用一、核酸的酸堿性質(zhì)核酸通常顯酸性，在中性或偏堿性條件下帶負(fù)電荷電泳：由負(fù)極向正極泳動(dòng)沉淀：鹽溶液中金屬離子中和負(fù)電荷二、核酸的高分子性質(zhì)粘度大核酸發(fā)生變性或水解時(shí)，粘度變小不同種類的核酸分子其分子量不同，形狀不同分離：電泳、凝膠過(guò)濾、超速離心第三十四頁(yè)，共37頁(yè)。34三、核酸的紫外吸收核酸分子中的堿基都有共軛雙鍵，具有紫外吸收性質(zhì)吸收峰在260nm,可用于核酸的定量四、DNA的變性在某些理化因素作用下，DNA分子互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂，DNA雙螺旋打開，變?yōu)閱捂?。概念因素加熱、酸、堿、有