人卫8版-核酸的结构与功能.ppt
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1、目录 生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学 目录 第二章 核酸的结构和功能 Structure and Function of Nucleic Acid 核 酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位的生物大 分子,携带和传递遗传信息。 目录 l1868年 Fridrich Miescher 从脓细胞中提取核素。 l1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质。 l1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。 l1968年 Nirenberg发现遗传密码。 l1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶。 l1981年 Gilbert和Sanger
2、建立DNA测序方法。 l1985年 Mullis发明PCR技术。 l1990年 美国启动人类基因组计划(HGP)。 l1994年 中国人类基因组计划启动。 l2001年 美英等国完成人类基因组计划。 n核酸研究的发展简史 n核酸的分类及分布 存在于细胞核和线粒体 分布于细胞核、细胞质、线粒体 (deoxyribonucleic acid, DNA) (ribonucleic acid, RNA) 脱氧核糖核酸 核糖核酸 携带遗传信息,并通过复制传递 给下一代。 是DNA转录的产物,参与遗传信 息的复制与表达。某些病毒RNA 也可作为遗传信息的载体 第一节 核酸的化学组成以及一级结构 The C
3、hemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid 目录 核酸 (DNA和RNA) 核苷酸 核苷和脱氧核苷磷酸 戊糖碱基 嘌呤 嘧啶 核糖 脱氧核糖 n核酸组成 DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸(deoxyribonucleotide) RNA的组成单位是核糖核苷酸(ribonucleotide)。 n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) 一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位 目录 碱基(base)是含氮的杂环化合物。 碱基 嘌呤 嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 尿嘧啶 胸腺
4、嘧啶 胞嘧啶 存在于DNA和RNA中 仅存在于RNA中 仅存在于DNA中 n碱基 嘌呤(purine,Pu) 腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G) 嘧啶(pyrimidine,Py) 胞嘧啶(cytosine, C) 尿嘧啶(uracil, U) 胸腺嘧啶(thymine, T) 目录 n碱基的互变异构体 n戊糖 (构成RNA) 1 23 4 5 -D-核糖(ribose) (构成DNA) -D-2脱氧核糖(deoxyribose) 目录 n脱氧核苷 嘌呤N-9 与脱氧核糖C-1通过-N-糖苷键相连 形成脱氧核苷(deoxyribonucleoside)。 目录 嘧啶
5、N-1与核糖C-1通过-N-糖苷键相连形成 核苷(ribonucleoside)。 n核苷 N N N N 9 NH2 O O H OH HH H CH 2 OH H 1 2 糖苷键 目录 核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸 (ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。 n核苷酸(ribonucleotide) N N N N 9 NH2 O O H O H HH H CH 2 H 1 2 OP O- HO O 糖苷键 酯键 目录 n多磷酸核苷酸 环化核苷酸:cAMP、cGMP,是细胞信 号转导中的第二信使。 cAMP n核苷酸衍生物 目录
6、生物氧化体系的重要成分,在传递质子或电子的 过程中具有重要的作用。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+), 目录 n 构成RNA的碱基、核苷以及核苷酸 碱基 核苷 核苷酸 A 腺苷 adenosine 腺苷一磷酸 adenosine monophosphate, AMP G 鸟苷 guanosine 鸟苷一磷酸 guanosine monophosphate, GMP C 胞苷 cytidine 胞苷一磷酸 cytidine monophosphate, CMP U 尿苷 uridine 尿苷一磷酸 uridine monoph
7、osphate, UMP 目录 n 构成DNA的碱基、核苷、核苷酸 碱基 脱氧核苷脱氧核苷酸 A脱氧腺苷 deoxyadenosine 脱氧腺苷一磷酸 deoxyadenosine monophosphate, dAMP G脱氧鸟苷 deoxyguanosine 脱氧鸟苷一磷酸 deoxyguanosine monophosphate, dGMP C脱氧胞苷 deoxycytidine 脱氧胞苷一磷酸 deoxycytidine monophosphate, dCMP T脱氧胸苷 deoxythymidine 或thymidine 脱氧胸苷一磷酸 deoxythymidine monophos
8、phate, dTMP 二、DNA是脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键 连接形成的大分子 一个脱氧核苷酸3的羟基与另一个核苷酸 5的-磷酸基团缩合形成磷酸二酯键 (phosphodiester bond)。 多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了 具有方向性的线性分子,称为多聚脱氧核苷 酸(polydeoxynucleotide),即DNA链。 目录 5-末端 3-末端 C G A 磷酸二酯键 磷酸二酯键 目录 交替的磷酸基团和戊 糖构成了DNA的骨架 (backbone)。 DNA链的方向是5 3 目录 三、RNA也是具有3, 5-磷酸二酯键 的线性大分子 RNA也是多个核苷酸分子通过3,5-磷酸
9、二酯 键连接形成的线性大分子,也具有53方 向性; RNA的戊糖是核糖; RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。 构成RNA的四种基本核苷酸是AMP、GMP 、CMP和UMP。 n定义 核酸中核苷酸的排 列顺序。 由于核苷酸间的差 异主要是碱基不同,所 以也称为碱基序列。 5端 3端 C G A 四、核酸的一级结构是 核苷酸的排列顺序 目录 A G P5 P T P G P C P T P OH 3 n核酸的一级结构 5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 A C T G C T 单链DNA和RNA分子的大小常用核苷酸数目 (nucleotide,nt)表示;双链核酸分
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