核酸的结构和功能课件

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1、第二章核酸的结构和功能核酸：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。12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

2、框架3二、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。(DNA)(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。4核酸的化学组成1.元素组成:C、H、O、N、P（9~10%）2.分子组成——碱基：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖：核糖，脱氧核糖——磷酸第一节核酸的化学组成及一级结构一、核苷酸的结构5两类核酸的基本化学组成比较嘌呤碱腺嘌呤(A)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)鸟嘌呤(G)嘧啶碱胞嘧啶(C)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)

3、尿嘧啶(U)碱基戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖酸磷酸磷酸DNARNA6嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)碱基7嘧啶胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)8戊糖（构成RNA）1´2´3´4´5´核糖（构成DNA）脱氧核糖9核苷：AR,GR,UR,CR脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR核苷的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。1´110核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP核苷酸的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。11体内重要的游离核苷酸及其衍生物含核苷酸的生物活性

4、物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD等都含有AMP多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP环化核苷酸:cAMP，cGMPAMPADPATPcAMPNADP+NAD+12二、核酸的一级结构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。5′端3′端CGA135´端3´端核苷酸的连接核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。CGA14AGP5PTPGPCPTPOH3书写方法5pApGpTpGpCpT-OH35AGTGCT315RNA的一级结构与DNA的差别在于：1、戊糖是核糖而非脱氧核糖2、嘧啶成分是胞嘧啶（C）和

5、尿嘧啶（U），无胸腺嘧啶（T）核酸分子的大小常用碱基数目或碱基对数目来表示。核酸片段<50bp称为寡核苷酸16第二节DNA的空间结构与功能一、DNA的二级结构——双螺旋结构模型17（一）DNA双螺旋结构的研究背景碱基组成分析Chargaff规则碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维的X-线衍射图谱分析18(1)腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等.A=T鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等.G=C嘌呤总数=嘧啶总数A+G=C+T(2)DNA的组成具有种属特异性(3)DNA的碱基组成没有组织的特异性,且较为稳定,不随年龄、营养状态、环境改变的影响Chargaff碱基组成规

6、律19（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟相间。20（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。21碱基互补配对TAGC22（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）氢键维持双链横向稳定性，碱

7、基堆积力维持双链纵向稳定性。23（二）DNA结构的多样性A-DNA：右手螺旋B-DNA：Watson-Crick模型，右手螺旋生理条件下DNA最稳定的结构形式Z-DNA：左手螺旋2425二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（一）DNA的超螺旋结构超螺旋结构DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反26意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。27（二）原核生物DNA的高级结构原核生物没有典型的细胞核