课件核酸的化学.ppt

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1、第2章核酸的化学导言如果说光线缔造了五彩缤纷的世界，那么核酸则造就了种属纷繁、千奇万变的生物界。核酸在生物体的生命活动中具有重要的生物学意义，它是生物体遗传的物质基础。对核酸的研究，是现代生物学和生命科学的一个重要标志，是从本质解读人类生命的一把钥匙。现代的前沿分子生物学技术，如基因工程、转基因动物、克隆技术、基因诊断与基因治疗等都与核酸密切相关。本章主要阐述核酸的分子组成及分子结构。核酸是生物体内重要的生物大分子物质，是遗传的物质基础。元素基本单位连接键生物大分子结构理化性质功能生物大分子学习流

2、程核酸的分类1.DNA（脱氧核糖核酸）：主要存于细胞核2.RNA（核糖核酸）：主要存于细胞液，依据结构和功能的不同，可分为：mRNA（信使RNA）tRNA（转运RNA）rRNA（核糖体RNA）1868年，FriedrichMiescher从脓细胞核提取物中提取出核酸。第1节核酸的分子组成一、元素组成：C、H、O、N、P二、基本单位：核苷酸DNA（或RNA）核苷酸磷酸脱氧核苷（或核苷）含氮碱基（嘌呤、嘧啶）脱氧核糖（或核糖）核酸水解及产物DNA：β－D－2´－脱氧核糖RNA：β－D－核糖核酸分子中戊

3、糖的结构核酸分子中嘌呤碱、嘧啶碱的分类及结构嘧啶胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）嘌呤腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）核苷、核苷酸1.核苷：碱基与戊糖之间缩合形成糖苷键。嘌呤杂环的N－9戊糖C－1´嘧啶杂环的N－1戊糖C－1´糖苷键糖苷键核苷核苷2.核苷酸：核苷戊糖C－5´原子通过酯键与磷酸相连形成酯键。腺嘌呤91糖苷键胸腺嘧啶11糖苷键DNA和RNA分子组成的区别、核苷酸的命名及缩写组成DNARNA磷酸无差别戊糖β－D－2´－脱氧核糖β－D－核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U核苷酸脱氧腺苷一磷酸（

4、dAMP）脱氧鸟苷一磷酸（dGMP）脱氧胞苷一磷酸（dCMP）脱氧胸苷一磷酸（dTMP）腺苷一磷酸（AMP）鸟苷一磷酸（GMP）胞苷一磷酸（CMP）胸苷一磷酸（UMP）三、核苷酸间的连接：3´，5´－磷酸二酯键核苷酸戊糖C－3´原子的羟基另一个核苷酸戊糖C－5´原子磷酸酯键磷酸二酯键核苷酸之间的连接及核酸分子的方向第2节核酸的分子结构一、DNA的结构（一）DNA的一级结构1.概念：DNA分子的一级结构即是四种脱氧核苷酸在多核苷酸中的排列顺序。2.维系力：核苷酸之间所形成的磷酸二酯键。3.方向：5´

5、→3´。5´AAGGCCTT3´（二）DNA的二级结构：双螺旋螺距：3.54nm两链：相互平行方向相反形成右手螺旋维系力：碱基堆积力、氢键碱基内于内侧互补配对：A＝T、G≡C外侧：核糖、磷酸（三）DNA的高级结构1.原核生物DNA分子多数是封闭的环状双螺旋分子，在此基础上进一步盘曲形成超螺旋结构贮存于细胞内。2.真核生物DNA为线性分子，由DNA和组蛋白形成核小体后，以此为基本单位形成染色质细丝，进一步盘曲形成螺线管，再盘曲折叠形成超螺丝管，最终压缩成染色单体。二、RNA的结构（一）RNA的一级结

6、构：与DNA相似。（二）RNA的空间结构RNA的二级结构形式：茎环或发夹结构。1.mRNA（1）5´末端：m7GpppN（7－甲基鸟嘌呤－三磷酸核苷）。（2）3´末端：polyA（多聚腺苷酸）。5´m7GpppNAAAAAAA3´2.tRNA二级结构：三叶草结构三级结构：倒“L”型3.rRNArRNA的二级结构包含多个茎环。rRNA主要与核糖体蛋白共同构成核糖体，组成核糖体的大小两个亚基。第3节某些重要的核苷酸一、多磷酸核苷酸重要的二磷酸核苷酸有：ADP、GDP、CDP、UDPdADP、dGDP、

7、dCDP、dTDP重要的三磷酸核苷酸有：ATP、GTP、CTP、UTPdATP、dGTP、dCTP、dTTPATP：是体内能量代谢的核心腺嘌呤二、环化核苷酸1.戊糖C－5´原子相连的磷酸再通过酯键与戊糖C－3´原子相连，形成内环。2.重要的环化核苷酸有环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）。在细胞信号转导中发挥重要作用。cAMP的结构cGMP的结构腺嘌呤鸟嘌呤91915353第4节核酸的理化性质一、核酸的紫外吸收构成核苷酸的嘌呤和嘧啶含N杂环上具有共轭双键，使核酸能够吸收紫外线，最大吸收峰为2

8、60nm。二、DNA的变性与复性（一）概念：在某些理化因素作用下（常用高温变性，称热变性），使DNA分子双链间的氢键断裂，DNA双链解开形成单链的过程。（二）特点：空间构象改变，而核苷酸的排列和磷酸二酯键没有发生改变。（三）复性：去除引起变性的因素后，两条DNA链间的碱基又可重新形成氢键，恢复其双螺旋形式。分子杂交复性过程中，不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，两条单链分子之间存在一定程度的碱基配对关系，就可以在不同分子间形成杂合双链。应用：基因位置，核酸相似性小结