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1、核 酸 化 学,( Chemistry of Nucleic Acid),脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA),核酸 (nucleic acid),真核生物,DNA或RNA病毒,原核生物,第一节 核酸的分子组成,腺嘌呤(adenine,A),RNA没有,一、核苷酸(nucleotide)的组成,碱基 (base) (嘌呤、嘧啶),戊糖 (核糖、脱氧核糖),磷酸,DNA没有,鸟嘌呤(guanine,G),胸腺嘧啶(thymine,T),胞嘧啶(cytosine,C),尿嘧啶(uracil,U),腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C),尿嘧啶(U),核糖(R),脱氧核糖,核
2、苷一磷酸:NMP,组成RNA的基本单位,脱氧核苷一磷酸:dNMP,组成DNA的基本单位,二、核苷酸的结构,糖苷键,核苷,,脱氧核苷,磷酸酯键,酸酐键,核苷二磷酸:NDP,核苷三磷酸:NTP,脱氧核苷三磷酸:dNTP,合成RNA的原料,合成DNA的原料,体内化学能的通用载体,三、核苷酸的功能,环核苷酸细胞内的信号分子,第二节 核酸的分子结构,一、核酸的一级结构,5-末端 -P,3-末端 -OH,多核苷酸,连接键(基本结构键),连接键,3-5磷酸二酯键,书写,寡核苷酸 (长度小于50nt),碱基序列,Watson/Crick (1962),二、DNA的二级结构,双螺旋(double helix),
3、结构特点: 1. 两链平行,方向相反,右手双螺旋。 2. 碱基向内,严格配对,两链互补。 A=T, GC 3. 维系力: 碱基堆积力与氢键 4. 每一螺圈含10bp 螺距=3.4nm,蛋白质,DNA,DNA双螺旋结构具多样性,A型:11bP,B型:10bP,Z型:左手螺旋,三、DNA的三级结构,某些病毒、噬菌体 细菌、 真核线粒体等,环状DNA,超螺旋DNA,1.超螺旋结构( DNA superhelix ), 染色体的基本组成单位,2. 核小体(nucleosome),AAAAAn,m7GpppNmp,5帽子(7甲基鸟苷酸),3尾(polyA),真核生物成熟mRNA的结构:,1.信使RNA
4、(messenger RNA, mRNA),特点:种类多、寿命短、含量少,功能:蛋白质合成的直接模板,四、RNA的种类和分子结构,功能:在蛋白质合成中,选择性转运氨基酸和识别密码子。,特点: 1. 多数大小为76nt。 2. 含715个稀有碱基,大都分布在非配对区。 如: DHU(双氢尿嘧啶)、mG、mA等 3. 3端都有CCA-OH序列,为AA结合部位。 4. 都具三叶草形二级结构。 5. 都具倒“L”形三级结构。,2. 转运RNA(transfer RNA, tRNA),三叶草形二级结构 四臂三环一叉,倒“L型”三级结构,由大小亚基构成。 原核生物:小亚基含16SrRNA 大亚基含5S和2
5、3SrRNA 真核生物:小亚基含18SrRNA 大亚基含5S、5.8S和28SrRNA 功能:蛋白质合成的场所,rRNA与核蛋白形成核蛋白体(核糖体),3.核蛋白体RNA(ribosomal RNA, rRNA),小亚基,大亚基,第三节 核酸的理化性质,一、一般性质,具两性解离性,但酸性较强。 线性高分子 紫外吸收特征(碱基含共轭双键) 最高吸收峰:260nm,DNA变性: 双链DNA解链形成无规线团,从而发生 性质改变。 DNA复性(退火): 变性DNA单链在适当条件下自发互补结合, 重新形成原来的双螺旋结构。,二、变性与复性,变性特征: 氢键断裂;双螺旋解开成单链 紫外吸收(260nm) 高(增)色效应 粘度;沉降速度 加热(80 )使DNA变性 热变性,使DNA分子变性解链达到50%时的温度称为解链温度(Tm)。 DNA分子越大Tm;GC数量越多Tm,72 76 80 84 88 92 96 100 (),解链温度(Tm),OD260,0.70,0.65,0.60,0.55,0.50,三、核酸分子杂交,两条来源不同具有互补碱基顺序的单链多核苷酸片段形成双螺旋结构。,探针,
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