shenghua第3章核酸化学

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1、环境科学与工程系第3章核酸主要内容3.1核酸组成成分3.2核酸的一级结构3.3DNA的二级结构3.4DNA的高级结构3.5DNA和基因组3.6RNA的结构和功能3.7核酸的性质环境科学与工程系本章掌握的内容核酸的分类（DNA、RNA）和组成（碱基、戊糖、磷酸）核酸的结构（一级结构、二级结构、空间结构）和功能核酸的性质：水解、两性、吸光性、变性与复性分子杂交、基因与基因组、探针、增色减色效应等概念环境科学与工程系思考题什么是核酸，核酸包括哪些？有什么功能？DNA由什么组成的？其一级结构及空间结构？RNA由什么组成的？其一级结构及空间结构？根据DNA和RN

2、A的结构特点，分析一下其性质？环境科学与工程系核酸化学研究史环境科学与工程系FriedrichMiescherworkedatthePhysiologicalLaboratoryoftheUniversityofBaselandinTübingenandismostwellknownforhisdiscoveryofthenucleicacids.(DNAPioneersandTheirLegacybyUlfLagerkvist,1998,YaleUniversityPress,ISBN0-300-07184-1).Toreadexcerptsfrom

3、thisbook,clickDNAPioneers.FriedrichMiescher(1844-1895)米歇尔FriedrichMiescher（1844－1895）环境科学与工程系米歇尔，瑞士生物学家，生前工作于巴塞尔大学的生理学研究室。以发现核酸而闻名世界。米歇尔小时候有严重的听力障碍，因此在童年时代，尽管他非常聪明，但总是害羞并很内向。他酷爱音乐，与其父亲一样是一个天才歌手，在学校的学习成绩很好。1865年米歇尔成为一名医学生，1868年获医学博士学位。但听力问题是他成为临床医生的障碍。1868年，米歇尔感兴趣研究白细胞。为了得到足够的白细胞

4、，他从医院的外科绷带中洗脱脓液的白细胞，分离细胞核，得到一些粘稠的物质，并经实验证明含有含磷和氮，称为核素。随后的研究证明这一物质具有酸性，故称为核酸。这是米歇尔首次发现了重要的生命物质之一——核酸。环境科学与工程系在1869年，F.Mischer从细胞核中分离得到一种含磷很高的强酸性物质，即现在被称为核酸的物质。1939年，E.Knapp等第一次用实验方法证实核酸是生命遗传的基础物质。1944年Avery等人通过细菌转化试验证明了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1981

5、年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法1985年Mullis发明PCR技术环境科学与工程系1944年O.T.Avery等人通过实验证明DNA是一个携带遗传信息的分子，几年之后，A.Hershy和M.Chase通过噬菌体感染实验也证实DNA是遗传物质。A.肺炎球菌的转化实验肺炎病菌有二种，一种是光滑型肺炎双球菌：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：无荚膜、菌落粗糙且无毒。下图给出了O.T.Avery等人具体的肺炎球菌的转化实验过程。（a）将光滑型肺炎双球菌

6、注入小鼠体内，使小鼠致死。（b）将粗糙型肺炎双球菌注入小鼠体内，对小鼠无害。（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。（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。（e）从加热杀死的光滑型肺炎双球菌中提取DNA，并尽可能将混在DNA中的蛋白质除去，然后将DNA与粗糙型肺炎双球菌混合后，再注入小鼠体内，小鼠死掉。环境科学与工程系环境科学与工程系用32P标记噬菌体DNA，使标记的噬菌体感染大肠杆菌，经短期保温后，噬菌体就附着在细菌上。然后用搅拌器（10000转/分）搅拌几分钟，使噬菌体与大肠杆菌分开，

7、再用高速离心机使细菌沉淀，分析沉淀和上清中的放射性。用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，进行同样的验证实验。结果大多数噬菌体的DNA存在于细菌中，而外壳留在上清中。但是被感染的细菌内部出现了奇迹。随着被感染的细菌的培养，有的细菌破裂，释放出很多噬菌体来。这说明用于复制的遗传信息是通过病毒DNA，而不是通过病毒蛋白质导入细菌内的。B.噬菌体感染实验---1952年Hershey和Chase环境科学与工程系32P标记噬菌体DNA35S标记噬菌体外壳核酸脱氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid

8、3.1核酸的组成成分核酸的分类分布：90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体、叶绿体、质