核酸的结构与功能

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1、第二章核酸的结构与功能（Nucleicacid）生命体中两种关键大分子DNA蛋白质？内容纲要核酸的种类与分子组成DNA的一级结构、二级结构及组装RNA的种类、结构与功能核酸的理化性质核酸具有催化活性真核生物基因组的特点人类基因组计划一、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

2、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二、核酸的种类、分布及功能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。功能：遗传信息的贮存和携带者分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid)(ribonucleicacid)脱氧核糖核酸：DNA核糖核酸：RNA参与遗传信息的表达的各过程。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。三、核酸的构成：单核苷酸一、核苷酸的组成磷酸、戊糖和碱基第一节核酸的基本组成单位—核苷

3、酸嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)1.碱基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)DNA尿嘧啶(U)RNA构成DNA的碱基：构成RNA的碱基：腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)核酸中的部分稀有碱基DNARNA嘌呤7-甲基鸟嘌呤（m7G）N6-甲基腺嘌呤（m6A）N6-甲基腺嘌呤（m6A）N6,N6-二甲基腺嘌呤7-甲基鸟嘌呤嘧啶5-甲基胞嘧啶（m5C）5-甲基胞嘧啶（m5C）5-羟甲基胞嘧啶（h

4、m5C）5-羟甲基胞嘧啶（hm5C）图1-3碱基的互变异构嘌呤和嘧啶碱基都是含氮杂环化合物，分子中的酮基或氨基均位于杂环上氮原子的邻位，受介质中pH的影响，会发生酮式-烯醇式互变异构，或氨基-亚氨基互变异构碱基的紫外吸收性质嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键，因而都有吸收紫外光的性质，吸收高峰在波长260nm左右。在研究核酸、核苷酸、核苷及碱基时，可以此对核酸进行定性及定量分析。另外，紫外线照射可引起DNA突变，也是由于存在于DNA中的核苷酸吸收紫外光所造成的。2.戊糖（构成RNA）1´2´3´4´5´核糖(ribose)（构成DNA）脱氧核糖(deoxyribose

5、)构成核苷酸的戊糖有两种，DNA分子中含有β-D-2脱氧核糖，RNA分子中的戊糖为β-D-核糖。核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP3.核苷酸(ribonucleotide)的组成核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。体内重要的游离核苷酸及其衍生物含核苷酸的生物活性物质：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+图1-6不同类型的核苷酸二、核苷酸的连接方式DNA和R

6、NA都是通过核苷酸间的3',5'-磷酸二酯键连接而成，即前一个核苷酸的C3'-OH与下一核苷酸的C5'位磷酸之间脱水形成酯键。核苷酸的连接具有严格的方向性。通过3',5'-磷酸二酯键连接形成的核酸是一个没有分支的线性分子，它们的两个末端分别为5'末端（游离磷酸基）和3'末端（游离羟基），在书写时，方向应该从5'→3'。图1-7核苷酸的连接方式面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）。第二节DNA的结构DNA化学组成P脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸的组成成分DNA全称叫脱氧核糖核酸，是主要的遗传物质。它的基本组成单位是脱氧核苷酸。鸟嘌

7、呤（G）腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）含氮碱基含氮碱基的种类DNA化学组成DNA化学组成脱氧核苷酸的种类脱氧核糖含氮碱基P思考：脱氧核苷酸应该有几种？4种正确答案腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸ATCGOswaldAvery（1877-1955）R型细菌：无毒型肺炎球菌S型细菌：有毒型肺炎球菌肺炎球菌转化实验DNA是遗传的物质基础一、DNA的一级结构组成DNA分子的脱氧核糖核苷酸主要有四种，即脱氧腺苷酸（dAMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP）、脱氧胞苷酸（dCMP）和脱氧胸苷酸（dTMP）。DNA分子的一级结

8、构就是这四种脱氧核糖核苷