核酸的结构与功能

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1、第一部分：生物大分子的结构和功能（核酸，蛋白质，脂类）第二部分：新陈代谢（糖代谢，脂类代谢，核酸代谢）第三部分：遗传信息的存储、传递和表达1.1核酸的种类、分布和化学组成1.2核酸的分子结构1.3核酸的理化性质及其应用1核酸的结构与功能1.1.1核酸的生物学功能1.1.2核酸的种类和分布1.1.3核酸的组成1.1核酸的种类、分布及化学组成核酸是生物体内最重要的生物大分子，任何生物体，甚至无细胞结构的病毒和噬菌体都含有核酸。核酸在生物的个体发育、生长繁殖、遗传变异等生命过程中起着极为重要的作用。1.1.1核酸的生物学功能核酸主要存在于细胞核中，含

2、量占细胞干重的5～15%。核酸根据核酸的化学组成和生物学功能，将核酸分为：核糖核酸(ribonucleicacidRNA)脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacidDNA)1.1.2核酸的种类和分布核酸核糖核酸nucleicacidribonucleicacidRNA信使RNA（messengerRNA,mRNA）核糖体RNA（ribosomeRNA,rRNA）转运RNA（transferRNA,tRNA）脱氧核糖核酸deoxyribonucleicacidDNADNA主要存在于细胞核，是染色质的主要成分；原核生物DNA主要存在于类

3、核（nucleoid）中；在核外也存在有少量DNA，如线粒体DNA、叶绿体DNA以及细菌的质粒（plasmid）。RNA主要存在于细胞质(90%)，少量存在于核仁中mRNA存在于细胞质中，占总RNA的5~10%。tRNA存在于细胞质中，占总RNA的10~15%rRNA存在于核糖体中，占总RNA的75~80%核酸核苷酸核苷磷酸碱基（嘌呤和嘧啶）核糖或脱氧核糖1.1.3核酸的化学组成1.1.3.1核糖和脱氧核糖核糖脱氧核糖1.1.3.2碱基(base)嘌呤嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶1.1.3.3核苷腺苷胞苷1.1.3.4核苷酸和稀有核苷酸

4、Chemicalstructuresof(a)ribonucleotidesand(b)deoxyribonucleotides腺苷酸鸟苷酸尿苷酸胞苷酸脱氧腺苷酸脱氧鸟苷酸脱氧胸腺苷酸脱氧胞苷酸稀有核苷酸：核酸中的稀有核苷酸是碱基或戊糖被修饰后形成的。核酸中的稀有核苷酸常以其核苷的形式表示。常见的为甲基化修饰以“m”（methy-）表示，修饰基团在碱基上的写在碱基符号的左方，修饰基团在戊糖上的写在碱基符号的右方，修饰基团个数写在其右下角，修饰位置写在右上角。常见稀有核苷细胞中还有一些游离的核苷酸及其衍生物，其中较重要的为多磷酸核苷酸、环式单核苷

5、酸和辅酶类单核苷酸。1.1.3.5胞内的游离核苷酸及其衍生物多核苷酸与环化核苷酸辅酶A泛酸Β－巯基乙胺烟酰胺辅酶I（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)核黄素1.2核酸的分子结构1.2.1DNA的分子结构1.2.1.1DNA的一级结构DNA的一级结构是组成DNA分子的脱氧核苷酸的连接方式和排列顺序。DNA是由很多个dAMP、dGMP、dCMP和dTMP通过3’,5’-磷酸二酯键连成的无分支双链线状或环状多核苷酸。E.coliDNA4106bp，1.4106nm；人DNA2.9109bp9.9108nmDNA分子中链骨架是固

6、定不变的，脱氧核糖核苷酸的排列顺序实质上是碱基的排列顺序。核酸链的简写式：核酸分子的简写式可简明表示高度复杂的核酸分子。简写式表示的是核酸分子的一级结构，即核酸分子中的核苷酸（或碱基）排列顺序。书写方式由5’→3’端。线条式：以竖线和斜线分别表示糖基和磷酸酯键。糖基的C-3’位糖基的C-5’位字符式：用A、T、G、C、U代表碱基，用P代表磷酸残基。核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省略不写，将碱基和磷酸相间排列即可。省略了糖基，简写式中出现T的为DNA链，出现U则为RNA链。以5‘和3’表示链的末端及方向，分别置于简写式的左右二端。5’pApC

7、pTpTpGpApApCpG3’DNA5’pApCpUpUpGpApApCpC3’RNA简化为：5’pACTTGAACG3’DNA5’pACUUGAACG3’RNA简写式的5‘-末端均含有一个磷酸残基（与糖基的C-5’位上的羟基相连），3‘-末端含有一个自由羟基（与糖基的C-3’位相连），若5‘端不写P，则表示5’-末端为自由羟基。双链DNA分子的简写式是在一条简式的基础上再增加一条互补链，链间的配对碱基用短纵线相连或省略5’GGAATCTCAT3’3’CCTTAGAGTA5’注：bp（basepair），代表碱基对。1.2.1.2DNA的二级

8、结构及其多态性Watson和Crick集各项对DNA的研究成果于一体，在1953年以立体化学上的最适构型建立了与DNAX-射线衍射资料相符的分子模型—