《核酸的化学》PPT课件

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1、第二章核酸的化学主要内容核酸的组成成分核酸的一级结构DNA的二级结构DNA的高级结构DNA和基因组RNA的结构和功能核酸的性质核酸的序列测定本章重点及难点重点：掌握核酸构件分子的结构特点、代号；掌握DNA二级结构特点、稳定力、三级结构特点及有关概念；掌握RNA二级结构特点、类型；了解核酸的重要理化性质。难点：构件分子的结构特点，DNA二级结构要点及三级结构有关概念，tRNA二级结构特点、真核生物mRNA二级结构特点，核酸理化性质中涉及的概念及应用。核酸(nucleicacid)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。是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域，是基因工程操作的核

2、心分子。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测序方法1985年Mullis发明PCR技术(Polymerasechainreaction)--聚合酶链式反应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、如何证明核酸是遗传物质的

3、载体？1944年O.T.Avery的细菌转化实验是获得DNA携带遗传信息的第一个证明；1952年AlfredD.和Hershey等人建立的T2噬菌体捣碎的实验，这是第二个证据，证明噬菌体复制的物质是DNA而不是蛋白质外壳；1953年Watson和Crick的DNA双螺旋模型的发现，更进一步揭示了DNA作为遗传物质储存和信息传递的化学机制；核酶的发现，一些核酸本身具有酶催化的活性。Avery的转换转化实验用肺炎病菌肺炎病菌有二种:一种是光滑型肺炎双球菌（S）：有荚膜、菌落光滑且有毒。这种菌通常外包有一层黏性发光的多糖荚膜，它是细菌致病性的必要成分，引起肺炎；另一种是粗糙型肺炎双球菌（R）：无荚膜

4、、菌落粗糙且无毒。1944年，Avery的转换转化实验orand可分离转化实验第一步（a）将光滑型肺炎双球菌注入小鼠体内，使小鼠致死。转化实验第二步（b）将粗糙型肺炎双球菌注入小鼠体内，对小鼠无害。转化实验第三步（c）将光滑型肺炎双球菌加热杀死后，再注入小鼠体内，对小鼠无害。转化实验第四步（d）将加热杀死的光滑型肺炎双球菌与粗糙型肺炎双球菌一起注入小鼠体内，小鼠死掉。这说明粗糙型肺炎双球菌变成了致死的光滑型肺炎双球菌。暗示着被杀死的光滑型肺炎双球菌中含有某种因子，它进入了粗糙型肺炎双球菌将它转化成了致死的光滑型肺炎双球菌。转化实验第五步（e）从加热杀死的光滑型肺炎双球菌中提取DNA，并且尽可能

5、地将混在DNA中的蛋白质除去，然后将除去了蛋白质的DNA与粗糙型肺炎双球菌混合后，再注入小鼠体内，小鼠死掉。O.T.Avery结论：Avery实验说明带有有毒性的和能使荚膜形成的信息分子DNA整合进了无毒菌种的染色体里，使它转化成了有毒的菌种。从一个供体菌得到DNA，通过一定的途径，授予另一个细菌，从而使后者的遗传特性发生改变的作用，称之转化作用。1944年，O.T.Avery等人发表了"脱氧核糖型的核酸是III型肺炎球菌转化要素的基本单位"即DNA是细菌的转化因子，第一次证明了DNA是遗传物质。第一节核酸的组成成分核酸的基本化学组成核酸核苷酸核苷磷酸碱基戊糖核酸完全水解产生嘌呤和嘧啶等碱性物

6、质、戊糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸的混合物。核酸部分水解则产生核苷和核苷酸。每个核苷分子含一分子碱基和一分子戊糖，一分子核苷酸部分水解后除产生核苷外，还有一分子磷酸。核酸的各种水解产物可用层析或电泳等方法分离鉴定。核酸的基本化学组成1.分子组成——碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖——磷酸(phosphate)2.元素组成：CHONP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。核苷中的D-核糖与D-2-脱氧核糖均为呋喃型环状结构。糖环中C1是不对称碳原子，所以有α-及β-两种构型。（-OH在上为β-，-OH在下

7、为α-）但核酸分子中的糖苷键均为β-糖苷键。（为区别碱基环中的标号，糖环中的碳原子标号用1′，2′，……表示）：戊糖有2’、3’、5’位自由-OH，因此可以形成2’、3’、5’-核苷酸，其中5’-核苷酸为默认的核苷酸。一、戊糖（核糖和脱氧核糖）两种戊糖结构嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)二、碱基注：嘌呤环和嘧啶环上各原子的标号是目前国际上普遍采用的统一编