中国药科大学生物化学课件—核酸02DNA的结构、RNA的结构与功能

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1、三核酸的结构（一）核酸的一级结构核酸分子的基本构成单位是核苷酸，核酸分子是核苷酸的多聚体，是无分支的直线形或环形多核苷酸长链。（与蛋白质进行比较）定义：核酸的一级结构指组成核酸的各核苷酸之间连接键的性质及各核苷酸残基沿多核苷酸链排列的顺序。DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种脱氧核苷酸千变万化的不同排列组合之中。DNA的碱基组成（Chargaff定则）：（1）在所有的DNA中，A=T，G=C即A+G=T+C（2）DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物物种的D

2、NA具有自己独特的碱基组成，但没有组织和器官的特异性。三核酸的一级结构三核酸的一级结构1、核苷酸的连接方式许多单核苷酸通过3`、5`-磷酸二酯键就连成了多核苷酸链，核苷酸的戊糖和磷酸通过3`、5`-二酯键构成了多核苷酸链的主链（结构骨架），并在主链上不断重复。多核苷酸的碱基作为侧链从主链向外伸出。三核酸的一级结构1、核苷酸的连接方式核酸分子非常象一串念珠，每个念珠叫核苷酸，由三个小分子组成：一个糖分子，一个磷酸分子，一个碱基分子。在碱基上，更正确地说，在碱基的序列上，携带着信息，复制的秘诀就在于此。核酸分子或一段

3、多核苷酸链都有两个末端。3`-羟基不再参与构成磷酸二酯键的一端叫3`-末端，C5`-磷酸基不再参与构成磷酸二酯键的一端叫5`-末端。2.DNA一级结构的表示方法（1）结构式表示法：（2）线条式表示法：（3）字母式表示法：书与文献中2.DNA一级结构的表示方法注意：碱基顺序是从5`→3`，代表特定的化合物，不允许颠倒，各简化式的书写或读，从左到右应与碱基的从5`→3`的顺序一致。DNA测序的生物学意义DNA是遗传信息的储存者和发布者，遗传信息是由碱基序列体现的，碱基序列略有改变，即可引起遗传信息的显著改变。所以DN

4、A测序是研究DNA功能的基础，非常重要。DNA测序的实验方法（20世纪70年代三大进展促进了DNA的测序工作——限制性核酸内切酶的发现；改进多核苷酸片段的电泳分离法；DNA的克隆技术）酶法和化学法（Sanger和Gilbert法）3.核酸一级结构的研究方法：1、DNA的空间结构DNA的空间结构：指DNA多核苷酸链内或链与链之间通过氢键折叠卷曲而成的构象。包括二级结构与三级结构。1、DNA的二级结构DNA的二级结构指DNA的双螺旋结构。1、DNA的二级结构（1）、关于DNA结构的发现1953年，J.Watson和F

5、.Crick在前人研究工作的基础上，根据DNA纤维和DNA结晶的X-衍射图谱分析及DNA碱基组成的定量分析以及DNA中碱基的物化数据测定，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测。由于这一科学成果，沃森、克里克和威尔金斯共同获得1962年度诺贝尔医学和生理学奖。1953年沃森25岁，克里克37岁。沃森和克里克1953年提出的DNA分子结构模可以与达尔文的进化论、孟德尔的遗传定律相媲美，为探讨遗传学的化学基础开辟了一个新纪元，引起了生物学的一场伟大革命。（2）．DNA双螺旋结构的

6、要点1、DNA的二级结构①DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′，螺旋结构上有大沟和小沟。②嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧，彼此以3′-5′磷酸二酯键连接，形成DNA分子的骨架。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90°角。（2）.DNA双螺旋结构的要点各个碱基对之间保持相等的距离，并以平行钻台互相重叠，重叠的碱基对之间

7、由于纵向的范德华力（碱基堆积力）使螺旋更加稳定。③螺旋横截面的直径约为2nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈）高度为3.4nm。2.DNA双螺旋结构的要点2.DNA双螺旋结构的要点④双螺旋内部的碱基按规则配对，碱基的相互结合具有严格的配对规律，即腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合，这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。双螺旋的两条链是互补关系。DNA的双螺旋结构的形成5´3´5´

8、3´5´3´5´3´磷酸核糖碱基T-A碱基对C-G碱基对DNA双螺旋结构提出的生物学意义第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNA复制的机理，以准确的语言回答了DNA是如何成为遗传物质的。大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展，被誉为20世纪最伟大的发现之一。（3）．DNA双螺旋的稳定因素DNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。维持这种稳定性的主要因素包括：两条DNA链之间碱