生物化学 核酸的结构与功能

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1、第一章核酸的结构与功能2014/2/24第一章核酸的结构与功能1内容第一节核酸通论第二节核酸的化学组成第三节DNA的分子结构第四节RNA的分子结构第五节核酸的理化性质2014/2/24第一章核酸的结构与功能2教学目的要求：通过本章的学习掌握核酸的化学组成、分子结构及基本性质,了解其超级结构。教学重点与难点：分子结构及基本性质。第一节核酸的研究历史、种类和分布•早期发现-1868年，瑞士科学家F.Miescher从外科绷带脓细胞的核中分离出一种富含磷的有机物质“核素”（nuclein），后称为核酸（nucleicacid）。•1944年，Avery等

2、通过肺炎球菌转化试验，揭示了核酸的生物学功能（以后大量实验都证明DNA是遗传物质）。2014/2/24第一章核酸的结构与功能4肺炎双球菌转化实验图解致病菌20132014/2/24-2-19第三章核苷酸I15•1946年，E.Chargaff测定了DNA碱基，提出Chargaff法则。DNA的碱基组成特点——Chargaff定律(1)碱基当量定律:嘌呤碱总量=嘧啶碱总量,即A+G=T+C(2)不对称比率A+T/G+C因物种(亲缘关系远近)而异2014/2/24第一章核酸的结构与功能6•1953年，Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型。

3、(获得1962年的诺贝尔生理学奖)•1958年，Crick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、分子遗传学等学科突飞猛进发展。2014/2/24第一章核酸的结构与功能7二、核酸的种类及分布按其所含糖不同分为两类：核糖核酸-(ribonucleicacid，RNA)◇mRNA-信使RNA（5%）◇rRNA-核糖体RNA（80%）◇tRNA-转移RNA（10-15%）脱氧核糖核酸-(deoxyribonucleicacid，DNA)2014/2/24第一章核酸的结构与功能8核酸的分布DNA：存在于真核生物

4、的细胞核内（占总量的98%以上）及叶绿体和线粒体中；原核生物的拟核与质粒中。RNA：主要存在于细胞质、细胞核及叶绿体和线粒体中。2014/2/24第一章核酸的结构与功能9第二节核酸的化学组成•组成元素---有C、H、O、N、P等，其中N含量约为15%～16%，磷含量为9%～10%。•核酸的基本组成单位---核苷酸；•核苷酸的组成成分---碱基、戊糖和磷酸基；•解析：核酸是由很多单核苷酸聚合形成的多核苷酸，核苷酸可被水解产生核苷和磷酸，核苷进一步水解产生戊糖和含氮碱（简称碱基）。2014/2/24第一章核酸的结构与功能10核酸组成核酸(DNA和RN

5、A)核苷酸磷酸核苷和脱氧核苷戊糖碱基核糖脱氧核糖嘌呤嘧啶一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位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)戊糖脱氧核糖(deoxyribose)核糖(ribose)（构成DNA）（构成RNA）2014/2/24第一章核酸的结构与功能13碱基碱基---嘌呤碱（purine）与嘧啶碱（pyrimidine）的衍生物。杂环化合物，嘧啶由2个氮原子取代苯分子间位上的2个碳形成，嘌呤为双环结构。基本碱基有5种。N7561N4N5382294361NHNNH嘌呤嘧啶嘌呤--

6、-腺嘌呤、鸟嘌呤嘧啶---胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶14基本碱基结构（P9）NH2NN嘌呤(purine)NHNN7561N腺嘌呤(adenine,A)82943ONHNNNHNHNNH2鸟嘌呤(guanine,G)15O嘧啶(pyrimidine)4NNH53621NHONH尿嘧啶(uracil,U)ONH2HC3NHNNHONHO胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymine,T)16RNA和DNA含有的共同碱基成分---腺嘌呤(adenine,A)、鸟嘌呤(guanine,G)和胞嘧啶(cytosine,C)。二者的区别---RNA含有

7、尿嘧啶(uracil,U)，而DNA含有胸腺嘧啶(thymine,T)。即，DNA(ATGC)；RNA(AUGC)2014/2/24第一章核酸的结构与功能17稀有碱基（P11）有些核酸中含有稀有碱基，这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化（methylation）或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。例如，有些DNA分子中含有5-甲基胞嘧啶（m5C），5-羟甲基胞嘧啶（hm5C）。某些RNA分子中含有1-甲基腺嘌呤（m1A）、2，2-二甲基鸟嘌呤（m22G）和5，6-二氢尿嘧啶（DHU）等。2014/2/24第一章核酸的结构与功能18几种稀

8、有核苷H3CCH3H2H25CH3假尿苷（ϕ）二氢尿嘧啶核苷Amm6A2（DHU）命名：见教材11页上面文字叙述（m在A前