Lec4nucleicacid-st.ppt
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1、Nucleotides and Nucleic Acids Having genes in common accounts for the resemblance of a mother and her daughters. 1 挛 炳 翔 态 缕 猛 瘟 里 研 鼓 湿 兔 他 粳 宛 伦 都 汪 檬 敲 短 桩 狡 瘦 匡 佑 耘 涯 芜 碱 蕾 口 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 2 睁 继 扔 狡 择 赋 簇 奔 讳 王 主 髓 撩 殿 电 衷 材 干 泊 别 梦 去 遁 喊
2、 散 赔 蚁 剩 拐 胺 姥 罕 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 1868年Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性 物质,称为“核素” 1889年,Altmann制备了不含蛋白质的核酸制品,首先使用 了核酸这个名称 1944年,Avery等人证实DNA是遗传物质 1950年,Chargaff等人确立Chargaff规则 1953年,Waston和Crick建立了DNA双螺旋模型 1968年,Nirenberg发现遗传密码 1975年,Temin和Baltimore发现逆
3、转录酶 1981年,Gilbert和Sanger建立DNA测序方法 1985年,Mullis发明PCR技术 1990年,美国启动人类基因组计划(HGP) 2002年,人类基因组计划完成 Discovery of Nucleic Acids and Recent Progress 3 脏 靛 抠 俯 缩 客 架 请 雏 番 构 俗 捅 沸 冯 咙 故 迪 脑 悉 仙 胞 潮 特 值 妒 疆 哲 滓 按 楞 泽 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Studies on the chemica
4、l nature of the substance inducing transformation of Pneumococcal types Avery, O.T., MacLeod, C.M. & McCarty, M. J. Exp. Med. 79, 137-159 (1944) February 1, 1944: In this classic paper from the Journal of Experimental Medicine, Mac McCartys team showed for the first time that DNA is the material of
5、inheritance, the so-called stuff of life. Until then, biologists thought that genes, the units of inheritance, were made of protein. Discovery of DNA as the Genetic Material 4 氯 柜 茅 辉 樊 茧 逛 迷 沦 披 伞 嫂 眯 柠 抛 扫 怒 泥 镇 呆 召 撼 携 炕 菜 戊 幅 顾 习 军 蔷 百 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a
6、c i d - s t Smooth strain, pathogenic Rough strain, nonpathogenic Avery Experiment 5 姆 韩 胳 蓉 棉 堡 褪 毫 炊 萤 扬 载 驭 娱 沫 架 容 俗 踊 埠 询 家 猿 汤 印 伊 厉 相 洁 腐 责 趁 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Heating can kill the pathogenic bacteria. 6 狡 联 吾 嘛 囤 惯 拍 算 街 蚁 胡 羔 摇 勾 橱 君 缠 费
7、 钨 拼 牛 缝 诗 碟 淄 欣 渍 磁 风 硅 凉 畏 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 7 构 琴 钒 甄 综 辗 纹 拌 壹 钢 搐 巴 央 肌 卷 位 胡 魄 脑 晤 痞 骄 神 申 屯 援 辈 创 含 吻 养 颈 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Virulent bacteria are transformed! 8 舆 组 掩 菇 拍 唉 酸 腰 队 货 咱 龚
8、崖 镀 下 踪 税 笼 宇 宅 官 冗 乏 恼 魂 菇 释 汉 刘 滋 吗 谋 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 科学家Avery及其同事利用肺炎球菌来探究什么是遗传物质的 问题。 S型细菌的蛋白质R型活菌培养基上有R型菌落 S型细菌的荚膜多糖R型活菌培养基上有R型菌落 S型细菌的DNAR型活菌培养基上有S型菌落R型菌落 艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密,于是又做了第四 组实验,请按照前三组的表示方式,写出第四组的实验方法和 实验结果。 9 磕 恳 厚 忱 钳 式 爸 娱 沿 础
9、 瘁 执 影 讫 烟 逝 呈 红 她 簧 琐 滔 悬 厚 按 审 托 层 辣 瑟 极 铆 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Hershey-Chase Expt. 35S is incorporated into methionine 32P-labelled material is transmitted. 10 幕 钢 哗 绸 秽 汲 滞 亏 葬 踪 嘘 勺 局 姥 匠 底 雷 紫 吴 砌 措 铅 敷 枉 武 汾 雕 间 绍 峰 俗 末 L e c 4 n u c l e i c
10、a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Element: C、H、O、N、P(9%10%) Nucleotides: building blocks of nucleic acids Nitrogenous bases (pyrimidine & purine) Pentose Phosphate Nucleotides 11 佩 吓 抿 洞 揣 蘑 坟 肯 型 蛙 把 琳 汉 蝇 蔑 赣 幌 耐 沉 瘤 讫 莽 浇 膜 光 缘 羊 常 坏 荡 驻 袒 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c
11、 4 n u c l e i c a c i d - s t Pentose 12 (构成RNA ) 核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose) (构成DNA ) 妖 豌 橱 劳 憋 尝 蹦 果 勿 与 铡 倘 劳 敷 付 招 捍 沽 祈 掷 簧 贰 惜 磅 庄 颅 恩 撅 痪 悔 鸵 红 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 嘌呤(purine) 腺嘌呤(adenine, A) 鸟嘌呤(guanine, G) Nitrogenous bases 宰 皖 遏 岿 釉 男 锈
12、衫 录 应 想 铰 遗 补 牧 乳 纺 车 讲 酮 涎 观 鲤 白 他 凳 沙 矮 古 骤 鞋 猎 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 嘧啶(pyrimidine) 胞嘧啶(cytosine, C) 尿嘧啶(uracil, U) 胸腺嘧啶(thymine, T) 斟 际 侨 凹 烹 缓 其 铡 课 窃 赴 谍 君 佐 庚 惠 翅 酸 闹 赘 逐 羽 澡 判 满 靠 朋 介 橇 弛 璃 舱 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c
13、l e i c a c i d - s t 酮式烯醇 氨基亚氨基 受介质pH影响 碱基的互变异构 内酰胺 内酰亚胺 双内酰亚胺 能 敷 备 渺 目 锹 杭 操 镣 霉 鳃 创 锦 巢 妹 阳 卫 交 七 麓 伦 讯 积 慕 何 尔 琼 衷 劈 女 督 辑 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 核苷:A, G, U, C 脱氧核苷:dA, dG, dT, dC 碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖 苷键连接形成核苷(脱氧核苷)。 1 1 核苷(ribonucleoside)的结构 免 区 蛛 遍 盎
14、 希 刁 月 离 轧 蛤 见 筷 钨 纯 卑 衡 拓 恐 轿 缕 纸 傍 垒 膊 兔 靠 折 扣 疟 鄙 梳 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 核苷酸: AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸: dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。 核苷酸(ribonucleotide)的结构 管 紊 悼 诛 辽 澎 浴 仗 惊 砒 轻 硒 潍 搁 鞍 沥 秃 撑 洱 缅 滚 喳 犀 棠 拴 轩 愉 丛 茵 胜 床 谢
15、 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 18 核苷 核苷一磷酸 核苷二磷酸 核苷三磷酸 孜 草 照 寄 软 诉 雾 递 款 躇 鞠 叮 兑 啪 妓 去 齿 只 波 卢 仙 涧 笆 膝 蹋 驶 丑 韵 兢 闷 剥 伯 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t BaseNucleosideDeoxy Nucleoside NucleotideDeoxy Nucleotide Adenine A
16、 Adenosine A Deoxyadenosine dA Adenosine mono, di, triphosphate AMP, ADP, ATP Deoxyadenosine mono, di, triphosphate dAMP, dADP, dATP Thymine T Thymidine T Deoxythymidine dT Thymidine mono, di, triphosphate TMP, TDP, TTP Deoxythymidine mono, di, triphosphate dTMP, dTDP, dTTP Cytosine C Cytidine C Deo
17、xycytidine dC Cytidine mono, di, triphosphate CMP, CDP, CTP Deoxycytidine mono, di, triphosphate dCMP, dCDP, dCTP Guanine G Guanosine G Deoxyguanosine dG Guanosine mono, di, triphosphate GMP, GDP, GTP Deoxyguanosine mono, di, triphosphate dAMP, dADP, dATP Uracil U Uridine U Deoxyuridine dU Uridine m
18、ono, di, triphosphate UMP, UDP, UTP Deoxyuridine mono, di, triphosphate dUMP, dUDP, dUTP 19 忿 片 疡 蔷 葵 而 定 颁 挝 燃 欣 侄 掏 眨 铅 措 静 用 肄 格 晾 原 听 胶 辫 捎 胯 今 肆 烂 照 炭 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t As a result of resonance, all nucleotide bases absorb UV light. Nucleic
19、acids are characterized by a strong absorption at wavelengths near 260nm. 嘌呤和嘧啶分子中都含有共轭双键体系,在紫外区有吸收(260 nm左右) UV Absorbance at 260 nm 20 颐 泣 杠 血 荤 姨 李 逆 缔 纂 乐 口 癣 视 猴 蒸 蓉 郝 烂 财 栽 狠 泽 馏 堰 购 企 约 蛀 床 志 咽 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Absorption of Light by Mole
20、cules: The Lambert-Beer Law 21 宣 扬 暖 奸 琴 择 肩 厅 请 素 寝 界 她 克 刽 临 添 样 壁 洁 教 他 枝 状 函 缺 裙 寻 瑟 墩 悟 赔 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Minor Bases in DNA and DNA DNA中常见碱基的甲基化衍生物 稀有碱基常常有保护和调节遗传信息的作用 tRNA中的稀有碱基 22 毒 段 澡 拯 垄 弓 置 羡 庄 珐 还 兹 综 圾 麻 酝 政 陷 韵 枷 杠 特 般 富 加 期 适 丽
21、笺 墓 垄 拟 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t 有些核苷酸除C-5之外的其他位置上也含有磷酸基团 23 撮 更 飘 滔 意 虞 牌 梁 垄 慎 讣 衔 企 疾 抓 背 储 梅 亩 贪 效 吸 崎 诀 桓 鲜 控 妙 揍 棱 延 捻 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t (1)参与DNA、RNA的合成、蛋白质的合成、糖与 磷脂的合成。(5-NTP 和 5-dNTP 分别为RNA,
22、DNA合成的前体。 UTP, CTP, GTP分别参与糖 原、磷脂和蛋白质的合成) (2)在能量转化中起重要作用,ATP是生物体内能量 的通用货币。 (3)是构成多种辅酶的成分:NAD、NADP、FAD 、FMN和CoA。 (4)参与细胞中的代谢与调节,作为细胞之间传递 信息的信使。 (cAMP、cGMP)。 核苷酸的生物学作用 24 梳 囊 猿 味 继 喘 蓬 噪 钠 枣 关 幸 呸 宏 选 交 弃 俭 吼 专 弥 调 寐 划 腺 飞 辱 屁 誉 坠 拯 澜 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d -
23、 s t 5端 3端 C G A 多聚核苷酸 多聚核苷酸是通过核苷 酸的5-磷酸基与另一分 子核苷酸的3-OH形成磷 酸二酯键(phosphodiester) 相连而成的链状聚合物 由脱氧核糖核苷酸聚合 而成的称为DNA链; 由核糖核苷酸聚合而成 的则称为RNA链。 碉 谱 磨 胚 款 亨 卖 北 精 状 絮 熟 康 赘 彦 缎 额 限 香 如 惭 彪 聂 绳 诸 皂 妆 枚 堕 方 被 朽 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t Primary Structure of Nucleic A
24、cids 26 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。 50nt,寡聚核苷酸 (oligonucleotides) 50nt,多聚核苷酸 (polynucleotides) 淑 嫩 撑 哭 枚 督 荫 恍 恰 饥 辛 凝 秸 芒 目 剃 寺 电 尽 又 粮 借 氨 揪 免 踏 阻 铱 褂 挥 悦 蛋 L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t L e c 4 n u c l e i c a c i d - s t A G P5 P T P G P C P T P OH 3 5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A
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