《生物化学》――核酸的化学.ppt

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1、《生物化学》——核酸的化学ATP——能量“货币”GTP——参加蛋白质和嘌呤的合成多级螺旋模型压缩倍数76405（8400）DNA→核小体→螺线管→超螺线管→染色单体2nm10nm30(10)nm400nm2~10μm一级包装二级包装三级包装四级包装染色体包装的结构模型DNA与基因组DNATranscriptionRNA（mRNA、tRNA、rRNA）TranslationProtein基因基因是DNA片段的核苷酸序列，DNA分子中最小的功能单位。结构基因调节基因基因组指一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因。（一）DNA与基因真核生物与原核生物基因组的

2、比较：1）真核生物基因分布在多个染色体上，而原核生物只一个染色体。2）真核生物在基因组转录后的绝大部分前体RNA必须经过剪接过程才能形成成熟的mRNA，而原核生物的基因几乎不需要转录后加工。3）真核生物细胞中DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合，并有核膜将其与细胞质隔离，结果真核细胞的转录和翻译在时间上和空间上都是分离的，而原核细胞的基因转录和翻译是同步的。4）真核生物的基因是不连续的，中间存在不被翻译的内含子序列，而原核生物几乎每一个基因都是完整的连续的DNA片段。基因组大小和C值C值(CValue)：在每一种生物中其单倍体基因组的DNA总量是特异的。DN

3、A的长度是根据碱基对的多少推算出来的。C值是每种生物的一个特征，不同生物之间差别很大低等真核生物中与形态学复杂程度相关，但高等真核生物中变化很大生物体进化程度高低与C值不成明显线性相关亲缘关系相近的生物C值相差较大。高等生物的C值不一定就意味着它的C值高于比它低等的生物。C值矛盾/C值悖论：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。C值变化范围宽意味着在某些生物中有DNA是不编码的。（二）原核生物基因组的特点1.DNA大部分为结构基因，每个基因出现频率低。2.功能相关基因串联在一起，并转录在同一mRNA中（多顺反子）。3.有基因重叠现象。ABCDEFG（

4、三）真核生物基因组的特点1.重复序列单拷贝序列：在整个DNA中只出现一次或少数几次，主要为编码蛋白质的结构基因。中度重复序列：在DNA中可重复几十次到几千次。高度重复序列：可重复几百万次高度重复序列一般富含A-T或G-C，富含A-T的在密度梯度离心时在离心管中形成的区带比主体DNA更靠近管口；富含G-C的更靠近管底，称为卫星DNA（satelliteDNA）富含A-T富含G-C主体DNA2.有断裂基因mRNA1872bp内含子（intron)：基因中不为多肽编码，不在mRNA中出现。ABCDEG7700bpF外显子（exons）：为多肽编码的基因片段。：

5、由于基因中内含子的存在。例外：组蛋白基因(histongene)和干扰素基因(interferongene)没有内含子。transcriptionRNA的结构与功能——RNA分子是含短的不完全的螺旋区的多核苷酸链。（一）tRNAtRNA约占RNA总量的15%，主要作用是转运氨基酸用于合成蛋白质。tRNA分子量为4S，1965年Holley测定AlatRNA一级结构，提出三叶草二级结构模型。主要特征：1.四臂四环；2.氨基酸臂3′端有CCAOH的共有结构；3.D环上有二氢尿嘧啶（D）；4.反密码环上的反密码子与mRNA相互作用；5.可变环上的核苷酸数目可以

6、变动；6.TψC环含有T和ψ；7.含有修饰碱基和不变核苷酸。主要特征：1.四臂四环；2.氨基酸臂3′端有CCAOH的共有结构；3.D环上有二氢尿嘧啶（D）；4.反密码环上的反密码子与mRNA相互作用；5.可变环上的核苷酸数目可以变动；6.TψC环含有T和ψ；7.含有修饰碱基和不变核苷酸。tRNA二级结构（二）rRNA占细胞RNA总量的80%，与蛋白质（40%）共同组成核糖体。原核生物真核生物核糖体rRNA核糖体rRNA70S（30S、50S）16S、5S、23S80S（40S、60S）18S、5S、5.8S、28S（三）mRNA与hnRNAmRNA约占细

7、胞RNA总量的3~5%，是蛋白质合成的模板。真核生物mRNA的前体在核内合成，包括整个基因的内含子和外显子的转录产物，形成分子大小极不均匀的hnRNA。（四）snRNA和asRNAsnRNA主要存于细胞核中，占细胞RNA总量的0.1~1%，与蛋白质以RNP（核糖核酸蛋白）的形式存在，在hnRNA和rRNA的加工、细胞分裂和分化、协助细胞内物质运输、构成染色质等方面有重要作用。asRNA可通过互补序列与特定的mRNA结合，抑制mRNA的翻译，还可抑制DNA的复制和转录。（五）RNA的其它功能1981年，Cech发现RNA的催化活性，提出核酶（ribozym

8、e）。大部分核酶参加RNA的加工和成熟，也有催化C-N键的合成。23SrRNA具