生物化学第五章 核酸.ppt
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1、第五章 核酸,本章主要内容: 核酸的分布和分类 核酸的化学组成 核酸的分子结构 核酸的性质,核酸,第一节 核酸的种类、分布和化学组成,一、核酸的发现 二、核酸的种类和分布,DNA: 原核:裸露的DNA分子集中于核区 质粒DNA 真核: 细胞核DNA:98%与组蛋白结合 染色体 细胞器DNA:一般裸露,环状双链,RNA:细胞质,参与蛋白质合成 rRNA:核仁中合成,占总RNA的80% 参与核糖体的构成 tRNA:核内合成,占总RNA的15% 携带氨基酸到核糖体 mRNA:核内合成,占总RNA的5%, 蛋白质合成的模板,核酸,三、核酸的化学组成,组成核酸的碱基,腺嘌呤,鸟嘌呤,1 2,尿嘧啶,胞嘧
2、啶,胸腺嘧啶,2 1,稀有碱基,tRNA中的N6-甲基腺嘌呤和5-甲基胞嘧啶,嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。,戊糖,组成核酸的戊糖有两种:DNA所含的糖为-D-2-脱氧核糖,RNA所含的糖则为-D-核糖。,核苷,核苷是一种糖苷,由戊糖与碱基缩合而成,糖与碱基之间以糖苷键连接,称为C-N糖苷键。根据核苷中所含戊糖的不同,将核苷分成两大类:(碱基)核糖核苷和脱氧核糖核苷。,鸟嘌呤脱氧核苷,糖苷键,糖的第一位碳原子(C1)与嘧啶碱的第一位氮原子(N1)相连,或与嘌呤碱的第九位氮原子(N9 )相连。,胞嘧啶核苷 腺嘌呤核苷,核苷酸,核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分
3、别是5-磷酸-脱氧核糖核苷和5-磷酸-核糖核苷。,常见的核苷酸及其缩写符号,特殊的核苷酸,3,5-环化腺苷酸,3,5-环化腺苷酸(cAMP),普遍存在于生物细胞内,含量极小,具有放大激素信号的作用。,3,5-环化鸟苷酸具有缩小激素信号的作用,cAMP和cGMP被称为第二信使。,第二节 核酸的分子结构,DNA的分子结构,DNA的一级结构,DNA的二级结构,RNA的分子结构,DNA的三级结构,mRNA的结构,tRNA的结构,rRNA的结构,连键: 3,5-磷酸二酯键 方向: 3-末端 5-末端,一、核酸的一级结构,一级结构的线条式缩写,在多聚核苷酸中,多聚核苷酸链一端的C5带有一个自由磷酸基,称为
4、5-磷酸端(常用5-P表示);另一端C3带有自由的羟基,称为3-羟基端(常用3-OH表示)。,一级结构的文字式缩写,TGCAGGTTAAAGG 它的互补链:,ACGTCCAATTTCC(误) CCTTTAACCTGCA(正) 3-ACGTCCAATTTCC-5(正),实验1:肺炎链球菌实验,1928年,英国细菌学家Griffith用肺炎链球菌感染小鼠的实验。,1952年,Hershey和Chase用噬菌体标记的感染实验。,实验2:T2噬菌体感染实验,二、DNA的空间结构,1953年Watson和Crick提出了著名的DNA双螺旋结构模型,DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析。 Fran
5、klin,DNA双螺旋结构模型的主要内容,由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的右手双螺旋 碱基处于螺旋内侧,而磷酸及戊糖位于外侧。碱基的平面与螺旋轴相垂直,糖平面与碱基平面几乎成直角,沿着走向,磷酸、戊糖骨架形成深浅不同的凹陷,即大沟和小沟。 3.螺旋的直径为2nm,相邻碱基在螺旋轴上间距为0.34nm,旋转夹角为3。每对核苷酸形成螺旋的一圈,螺距为.4nm。,两条链借碱基之间的氢键和碱基堆积力牢固地连为一体。碱基配对严格按照互补原则,即A与T配对,其间形成2个氢键,G与C配对其间形成3个氢键。 5.碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。,DNA双螺旋结构的稳定性,碱基堆积力 形
6、成疏水环境(主要因素) 互补碱基对间的氢键 G、C含量越多,越稳定 静电排斥力 磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子之间形成离子键,中和了磷酸基上的负电荷间的斥力,有助于DNA稳定。 疏水相互作用 碱基处于双螺旋内部的疏水环境中,可免受水溶性活性小分子的攻击。,DNA,双螺旋,正反向,互补链。 A对T,GC连,配对时,靠氢键。 十碱基,转一圈,螺旋34点中间。 碱基力和氢键,维持螺旋结构坚。,DNA双螺旋结构的类型,B-DNA A-DNA Z-DNA,2,2,三股螺旋DNA K. Hoogsteen 1963,通常是一条同型寡核苷酸与寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合:Py. Pu*Py/
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- 生物化学第五章 核酸 生物化学 第五
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