《核酸的化学结构》PPT课件

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1、第四章核酸的化学结构教学要求：介绍核酸的分类和化学组成；重点讨论DNA和RNA的结构特征；介绍核酸的主要理化性质。初步认识核酸的结构特征与其功能的相关性.核酸的研究历史和重要性核酸发展史1869Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一种含磷酸的有机物，当时称为核素（nuclein）,后称为核酸（nucleicacid）1944Avery等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质1953Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型1958Crick提出遗传信息传递的中心法则70年代建立DNA重组技术80年代以后分子生物学、分子遗传

2、学等学科突飞猛进发展，实施人类基因组计划（HGP）核酸分类和分布核酸的分类脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）:遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真核细胞中，DNA主要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均有各自的DNA。原核细胞没有明显的细胞核结构，DNA存在于称为类核的结构区。每个原核细胞只有一个染色体，每个染色体含一个双链环状DNA。核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）：主要参与遗传信息的传递和表达过程，细胞内的RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中，病毒中RNA本身就是遗

3、传信息的储存者。另外在植物中还发现了一类比病毒还小得多的侵染性致病因子称为类病毒，它是不含蛋白质的游离的RNA分子，还发现有些RNA具生物催化作用（ribozyme）。第一节核酸的化学组成与结构一、核酸的元素组成组成核酸的基本元素：C、H、O、N、P；其中P的含量比较稳定，占9%-10%，通过测定P的含量来推算核酸的含量（定磷法）。DNA平均含磷量为9.9%，RNA为9.4%。任何核酸都含磷酸，所以核酸呈酸性。二、核酸的基本组成单位-核苷酸OR核糖（一）碱基主要是嘧啶碱和嘌呤碱。1、嘧啶碱嘧啶是含有两个相间氮原子的六元杂环化合物。核酸中的

4、嘧啶碱有三种：胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶。2、嘌呤碱嘌呤是嘧啶环和咪唑环并合而成的。核酸中的嘌呤有两种：腺嘌呤和鸟嘌呤。此外，核酸中还有一些稀有碱基。基本碱基结构和命名嘌呤嘧啶Adenine(A)Guanine(G)Cytosine(C)Uracil(U)Thymine(T)（二）戊糖组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。有些RNA中还含有少量的β-D-2-甲基核糖。核糖和脱氧核糖（三）核苷（nucleoside）1’1’1’1’9911核苷：核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶碱缩合而成糖与碱基

5、之间的C-N键，称为C-N糖苷键（β糖苷键）。HHHH-CH3腺嘌呤脱氧核苷鸟嘌呤脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷胸腺嘧啶脱氧核苷核苷的种类RNA中的核苷：A（腺嘌呤核苷）G（鸟嘌呤核苷）C（胞嘧啶核苷）U（尿嘧啶核苷）DNA中的脱氧核苷：dA（腺嘌呤脱氧核苷）dG（鸟嘌呤脱氧核苷）dC（胞嘧啶脱氧核苷）dT（胸腺嘧啶脱氧核苷）几种稀有核苷假尿苷（）二氢尿嘧啶（DHU）AmCH3CH3H3Cm26AHH5腺嘌呤核苷酸（AMP）Adenosinemonophosphate脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）Deoxyadenosinemonophospha

6、teOH鸟嘌呤核苷酸（GMP）胞嘧啶核苷酸（CMP）尿嘧啶核苷酸（UMP）脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP）脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）H(四)核苷酸nucleotide核苷酸：核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸。磷酸与核苷5’位-OH脱水形成磷酸酯键5´-NMP5´-NDP5´-NTPN=A、G、C、U5´-dNMP5´-dNDP5´-dNTPN=A、G、C、T腺苷酸及其多磷酸化合物AMPAdenosinemonophosphateADPAdenosinediphosphateATPAdenosinetrip

7、hosphate环腺嘌呤核苷酸cAMPcGMP环式核苷酸核苷酸的其他衍生物三、DNA的分子结构（一）DNA分子的大小与形状天然存在的DNA分子最大的特点是很长，分子质量很大，一般在106-1010。（二）DNA的碱基组成DNA分子中的碱基主要是A、G、C、T四种碱基组成。DNA的碱基组成特点（Chargaff定律）：1、同一生物体中，DNA分子中A=T；鸟嘌呤与胞嘧啶（包括5-甲基胞嘧啶）的摩尔数相等，即G=C+m5C;因此A+G=T+C+mC,这个碱基摩尔比例规律称为DNA碱基当量定律。2、没有器官和组织的特异性；3、具有种的特异性（不

8、对称比率A+T/G+C的相近程度表示种间亲缘关系的远近）；4、年龄、营养状况、环境的改变不影响DNA的碱基组成（维持物种的稳定性）。（三）、DNA的一级结构5´3´概念：DNA多核苷酸链中脱氧