《核酸结构的功能》PPT课件

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1、第三章核酸结构与功能(StructureandFunctionofNucleicAcid)核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子,携带和传递遗传信息。一、什么是核酸(nucleicacid)天然存在的核酸可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。二、核酸的发现和研究工作进展1868年FridrichMiescher从脓细胞中提取“核素”1944年Avery等人证实DNA是遗传物质1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年Nirenberg发现遗传密码1975年Temin和Baltimore发现逆转录

2、酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法1985年Mullis发明PCR技术1990年美国启动人类基因组计划(HGP)1994年中国人类基因组计划启动2001年美、英等国完成人类基因组计划基本框架2003年人类基因组计划完成——约3~4万个基因三、核酸的分类及分布90%以上分布于细胞核,其余分布于核外如线粒体,叶绿体,质粒等。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息,决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞

3、内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。第一节核酸的化学组成(TheChemicalComponentofNucleicAcid)一、化学组成(一)元素组成组成核酸的主要元素:C、H、O、N、P(9%~10%)(二)分子组成1.碱基(base)嘌呤碱,嘧啶碱2.戊糖(ribose)核糖,脱氧核糖3.磷酸(phosphate)稀有碱基:如次黄嘌呤、二氢尿嘧啶等。(1)嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)1.碱基NNNHN123456789NNNHNNH2NNHNHNNH2O(2)

4、嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymine,T)NHN132456尿嘧啶(uracil,U)NHNHOONNHNH2ONHNHOOCH32.戊糖(构成RNA)1´2´3´4´5´核糖(ribose)(构成DNA)脱氧核糖(deoxyribose)OHOCH2OHOHOHOHOCH2OHOH二、基本单位——核苷酸(一)核苷(ribonucleoside)(二)核苷酸(ribonucleotide)1.碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖苷键连接形成核苷(脱氧核苷)。2.核苷种类核苷:AR,GR,UR,CR脱氧

5、核苷:dAR,dGR,dTR,dCR1.核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。核苷酸:AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸:dAMP,dGMP,dTMP,dCMP2.核苷酸种类Pi糖苷键OOHOCH2HOHNNNH2O磷酸酯键OPOOOHOHOCH2HOHNNNH2O(三)重要的游离核苷酸及其衍生物1.多磷酸核苷酸NMP,NDP,NTP2.环化核苷酸cAMP,cGMPATPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOH5´端3´端(四)核苷酸的连接1.核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链,

6、即核酸。CANH2NNOPOHHOOOH3COOHPHOOOH3COOHNH2NNNN磷酸二酯键AGP5PTPGPCPTPOH32.书写方法5pApGpTpGpCpT-OH35AGTGCT3第二节DNA的结构与功能(StructureandFunctionofDNA)一、核酸的一级结构(一)定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同,所以也称为碱基序列。DNA:A、T、G、CRNA:A、U、G、C二、DNA的空间结构与功能(一)DNA的二级结构1.定义即平行反向的右手双螺旋结构。Watson,Crick于19

7、53提出。2.研究背景(1)碱基组成分析Chargaff规则:[A]=[T][G][C](2)碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理(3)X-线衍射图谱分析3.DNA双螺旋结构模型要点(1)由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成,以右手螺旋方式盘绕中心轴。螺旋直径为2nm,形成大沟及小沟相间。这些沟结构与蛋白质、DNA之间的相互识别有关。5/3/5/3/(2)碱基间距0.34nm,螺旋一圈10对碱基,螺距3.4nm。ATCGHNNNNNHOHNNCH3ONNNNOHHNHNNNOHH(4)糖与磷酸骨架居双螺旋外侧,碱基在

8、内相互形成氢键配对(A=T;GC)。(3)氢键维持横向稳定性,碱基堆积力维持纵向稳定性。4.DNA双螺旋结构的多样性不同类型DNA的结构参数A型-DNAB型-DNAZ型-DNA螺旋旋向右手螺

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