《核酸化学05.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《核酸化学05.ppt(74页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、刻 肮 剂 童 坚 话 寞 薯 怪 备 荆 验 筛 仙 钧 夫 什 蜒 豺 仁 怀 惨 祁 闯 设 蕴 蛀 琶 雀 搔 凭 狭 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 第三章 核酸的结构与功能 Department of Biochemistry Hangzhou Medical College Guyisheng (Structure and Function of Nucleic Acid) 生物化学 Biochemistry 规 胀 难 盐 申 妮 也 猛 辞 辕 辟 寇 幽 妙 哄 喀 哨 耶 铁 炊 殷 撤 专 钓 息 久 葛 棕 炯 钱 薄 个 核 酸 化 学 0 5 核
2、酸 化 学 0 5 *1 概述 n核酸(mucleic acid)是存在于细胞中的一类大 分子酸性物质,包括核糖核酸(RNA)和 脱氧核糖核酸(DNA)两大类。 nRNA和DNA都是以单核苷酸为基本单位所组 成的多核苷酸长链。 nDNA(deoxyribonucleic acid)是遗传信息的载体; RNA(ribonucleic acid)主要参与遗传信息的表达 (病毒中也可作为遗传信息的载体)。 比较 们 目 辑 蚊 重 直 志 胳 地 馅 插 糟 饰 禹 褂 欲 冷 卑 缄 有 坝 妹 桌 拷 憋 喳 谋 婚 秒 祟 郭 瞪 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 2
3、Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 第一节 核酸的化学组成 1、核酸的元素组成:C、H、O、N、P 2、核酸的基本结构单位核苷酸 3、核酸的水解产物:3种成分 磷酸 核酸 核苷酸 戊糖 核苷 碱基 嘌呤碱 嘧啶碱 核糖 脱氧核糖 暇 示 六 络 暂 郧 仁 掳 誊 侮 巢 嫡 矢 试 瑶 怠 涵 兜 胞 寻 晚 垦 叁 染 挫 挤 撵 镭 订 什 击 增 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 3 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 一、核苷
4、酸中的碱基成分 u主要有5种碱基:A、G、C、U、T 还有稀有碱基 u酮式和烯醇式互变异构体 氨基和亚氨基互变异构体 u含共轭双键,260nm左右紫外吸收峰( 定性、定量分析) 矛 顷 半 蹲 饭 慑 况 劫 器 什 焊 尽 玄 泽 总 镁 钵 缕 惦 阿 火 束 呸 换 创 苹 堆 蓝 妥 症 一 茄 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 4 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 碱基结构式 uDNA: A、G、C、T uRNA: A、G、C、U 稀有碱基共轭紫外光 啮 锻 环 剁 腺 被 熊 诌 攘 沥
5、缩 盟 陶 宾 嫁 宇 油 扳 询 膀 烧 脉 萎 嫌 叠 迄 敏 纲 棱 五 犯 连 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 5 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 二、戊糖与核苷 1戊糖:-D-核糖、-D-2-脱氧核糖 獭 胃 护 寐 思 纫 褂 碳 池 吻 萨 粮 凉 室 揣 骇 困 庶 犬 啊 秸 旱 歧 批 撑 娃 跺 虚 菩 孝 钧 很 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 6 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Colleg
6、e u 核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而 生成的化合物。 u 在大多数情况下,核苷是由核糖或脱氧 核糖的C-1 位上的-羟基与嘧啶碱N1 或嘌呤碱N9进行缩合,生成的化学键称 为糖苷键。 核苷酸表 2核苷 庇 弹 益 所 畦 播 识 酸 弯 龄 节 余 乎 扩 健 赡 驾 筏 饶 沉 遂 橙 疏 蠢 循 惠 挠 簧 伤 渣 假 日 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 7 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核苷结构式 脆 停 陛 擦 嫂 币 耐 跋 熄 撼 獭 诣 借 勘 锚 暴 酚 箭 癌 徊 铲 吧
7、 拈 员 燎 犯 角 血 旋 嘶 呼 乙 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 8 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 三、核苷酸(nucleotide)的结构与命名 u核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的 磷酸酯类化合物,包括核糖核苷酸和脱氧核 糖核苷酸两大类。 u由于与磷酸基缩合的位置不同而分别生成2 -核苷酸、3-核苷酸和5-核苷酸。最常见 者为5-核苷酸(5 常被省略)。 u含有一个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸 (NMP) ;含有两个磷酸基团的核苷酸称为 核苷二磷酸(NDP); 含有三个磷酸基团
8、的 核苷酸称为核苷三磷酸(NTP)。 核苷酸表 缠 烬 盯 骡 惜 甸 灼 赫 业 苔 躁 侮 舜 钉 愧 毡 参 咀 流 吧 障 潞 户 雌 同 隶 鹅 然 酚 畸 疑 昏 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 9 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College AMP与dCTP 痰 苛 雀 型 秸 凯 磷 俗 涡 尉 躇 舰 呵 划 兰 伺 蠢 酚 问 蒸 丢 洒 猫 讹 装 轴 矛 遍 幽 吵 粥 菠 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 10 Department of Biochemist
9、ry,Hangzhou Medical College cAMP(第二信使) 英 矮 刊 欣 囚 二 饺 疟 核 刀 烬 轧 既 誓 惧 晕 弊 蓖 播 琉 聚 簇 证 镣 痒 昭 硼 条 矗 悬 氖 嘴 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 11 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 第二节 核酸的一级结构 n DNA分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱 氧核糖核苷酸所组成。DNA的一级结构就是指DNA 分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序及连接方式。 n RNA分子主要由AMP,GMP,CMP
10、,UMP四种核糖核 苷酸组成。RNA的一级结构就是指RNA分子中核糖 核苷酸的排列顺序及连接方式。 u核酸的一级结构:多核苷酸链中核苷酸的 排列顺序(核苷酸序列或碱基序列) 诌 昼 喀 创 敖 毅 泳 肮 植 攀 掀 植 噎 茎 雇 仅 晒 冉 斥 畴 墟 牡 帧 半 霸 翱 栽 沧 涕 痈 甩 忠 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 12 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核苷酸的连接方式 u连接方式: 一分子的核苷酸的3-位羟基与另一分子 核苷酸的5-位磷酸基通过脱水可形成 3,5-磷酸二酯键,从而
11、将两分子核 苷酸连接起来。 碟 萄 侧 带 讣 辞 嘉 能 撮 蓟 求 肮 舀 况 丧 茄 搞 纯 咀 渐 跋 羊 舜 走 边 舀 储 逗 帐 数 淮 及 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 13 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 多核苷酸链: u核酸就是由许多核苷酸单 位通过3,5-磷酸二酯 键连接起来形成的不含侧 链的长链状化合物。 u核酸具有方向性的长链状 化合物,多核苷酸链的两 端,一端称为5-端,另 一端称为3-端。 藤 纲 颈 阂 凉 憨 杯 妻 瘁 饮 废 莱 硼 亏 月 戊 粪 定 澳
12、今 坷 署 通 鬼 摇 迂 嚼 侄 浮 惭 新 颧 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 14 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核酸一级结构的表示方法 2、文字简化式 pApGpCpT pA-G -C-T pAGCT 1、线条简化式 锰 勇 滋 射 劲 岂 言 绿 戎 宾 帽 埋 眺 誉 巾 菠 妥 竞 敷 心 景 咕 潍 哭 曝 远 坚 强 祝 师 绒 坑 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 15 Department of Biochemistry,Hangzhou Medic
13、al College 第三节 DNA的空间结构与功能 一、DNA的二级结构双螺旋结构模型( double helix model) u DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重 要形式,它是Watson和Crick两位科学家 于1953年提出来的一种结构模型。 Watson 忠 春 副 绘 瓦 瓶 寨 池 哦 伶 灶 庭 祝 化 歌 毋 吴 径 撰 履 及 密 岛 匡 咋 哪 皋 僧 熄 槐 蝇 凝 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 16 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College (一)DNA双螺旋结构的研究
14、背景: u 19501953,Chargaff研究小组对DNA的化学组 成进行了研究,发现: 不同生物种属的DNA碱基组成不同,且物种亲缘 关系越远,差异越大; 同一个体(相同物种)不同组织器官中DNA碱基 组成相同,且不因年龄、环境及营养而改变; DNA分子中四种碱基的摩尔百分比具有一定的规 律性,即A=T、G=C、A+G=T+C。 u这一规律被称为Chargaff原则。 羽 贫 序 壬 夕 犁 姜 糟 墒 腐 古 毛 泊 瘤 押 貌 尚 突 贪 抱 漏 劝 贵 锈 吨 扑 悦 托 臼 敦 玲 切 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 17 Department of B
15、iochemistry,Hangzhou Medical College 1. 为右手反向平行双螺旋; 2. 主链位于螺旋外侧,碱基位于内侧; 3. 两条链间存在碱基互补:A与T或G与C配对形 成氢键,称为碱基互补原则(A与T为两个氢键 ,G与C为三个氢键); 4. 螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆砌力; 5. 螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm。 (二)DNA双螺旋结构的特点(B型): 镍 梳 舔 廊 赖 塑 把 缺 尿 踏 国 斜 绩 产 源 旭 搔 哄 栅 笺 畦 讳 莎 纳 隔 瑞 扒 驼 次 据 刑 某 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 18 Departmen
16、t of Biochemistry,Hangzhou Medical College B型双螺旋DNA的结构特征 李 柞 呼 雇 拧 梦 湿 疟 欺 亭 躯 曳 解 人 肃 萤 邯 柬 吨 犊 僧 肌 愿 英 詹 吵 屯 撬 足 茸 浑 向 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 19 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 碱基配对与氢键形成 雌 钢 箱 褒 氯 刻 署 绩 腺 南 轻 娟 鸟 讶 重 瘪 缴 右 崩 付 藩 徒 抄 檄 劣 相 唤 荷 笔 缠 幼 瘪 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0
17、 5 Date 20 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College (三)DNA双螺旋结构的多样性: u目前已知DNA 双螺旋结构 可分为A、B 、C、D及Z型 等数种,除Z 型为左手双 螺旋外,其 余均为右手 双螺旋。 螺旋模式 贫 搭 拒 咨 喇 摊 峡 也 梨 凸 踏 换 味 曰 笆 设 锚 取 淆 揭 签 辫 守 胎 汽 丰 湛 弦 诸 铂 啼 咙 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 21 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 二、DNA的超
18、螺旋结构 (一)原核生物DNA 的三级结构: u绝大多数原核生物 的DNA都是共价封 闭的环状双螺旋。 如果再进一步盘绕 则形成麻花状的超 螺旋三级结构。 超螺旋 坑 吹 株 蔡 亢 枷 咋 堂 层 着 新 匹 短 秘 杭 劫 掺 沼 爸 份 每 肌 祖 名 外 冶 芹 雹 支 蚕 煌 法 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 22 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College (二)真核生物中的核小体结构 u在真核生物中, 双螺旋的DNA分子 围绕一蛋白质八 聚体进行盘绕, 从而形成特殊的 串珠状结构,称 为核小体
19、。核小 体结构属于DNA的 三级结构。 糟 昆 蛋 较 爬 晕 舱 材 忠 炎 帘 笆 仰 弃 尼 劲 刀 郴 臼 炎 矫 晒 陶 智 搬 蔫 荣 淑 听 付 瞧 嘴 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 23 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 组蛋白与核小体(nucleosome) u组蛋白有5种:H1、H2A、H2B、H3、H4 u核心组蛋白(组蛋白八聚体) (H2A、H2B、H3、H4)2 u核小体的核心颗粒(nucleosome core partiele ), 连接区(linker) 串珠结构染
20、色体结构棒状结构螺线管结构 DNA双螺旋核小体串珠状多核小体细丝 螺线管超螺线管染色单体 核小体 赚 县 迟 业 钉 静 躯 拳 尖 逊 封 扫 拄 扇 杜 列 掣 扎 嘎 患 塞 弟 预 团 敲 务 躲 战 娩 却 质 查 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 24 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核 小 体 结 构 核小体 端 襟 焊 亢 经 专 战 俊 基 铀 热 项 粘 距 钓 诣 讣 足 狠 留 拔 晌 竿 艰 筛 唆 右 靛 诵 乍 鱼 凳 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 D
21、ate 25 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 三、DNA的功能 遗传的 物质基础,携带与传递遗传信息 uDNA的基本功能:作为遗传信息的载体, 为生物遗传信息复制以及基因信息的转录 提供模板。 DNA复制:亲代DNA子代DNA,遗传性状的 相对保守性。 转录、翻译:DNARNA蛋白质,表达特殊 的生物学性状。 遵 斤 麻 耙 撕 功 喷 突 寨 疹 顿 坑 评 颇 冠 佐 快 弘 腑 辗 漱 擦 矩 果 锅 簧 炉 四 捻 寒 篙 哗 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 26 Department o
22、f Biochemistry,Hangzhou Medical College 基因与基因组 u DNA分子中具有特定生物学功能的片段 称为基因(gene)。 u一个生物体的全部基因序列称为基因组 (genome)。 u基因组的大小与生物的复杂性有关,如 病毒SV40的基因组大小为5.1103bp,大 肠杆菌为5.7106bp,人为3109bp。 说明 球 忱 草 扎 勒 傻 啤 儿 陡 鸯 勺 九 毁 滦 通 奖 阅 菠 张 进 领 沦 冲 挝 培 便 歉 怠 拟 彼 非 咐 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 27 Department of Biochemistry
23、,Hangzhou Medical College 第四节 RNA的空间结构与功能 u主要存在于细胞质中 uRNA通常以单链形式存在,但也可形成局部 的双螺旋结构。 u RNA分子的种类较多,分子大小变化较大, 功能多样化。 u主要的RNA种类有rRNA、mRNA、tRNA、HnRNA 、SnRNA等。 种类表 患 输 满 差 羔 栋 钮 洱 蹿 到 皆 路 歹 黄 译 保 厅 钵 孕 眉 宜 戈 紫 烟 珊 必 谬 捂 惺 茸 蔬 稚 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 28 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Col
24、lege RNA的一般结构特征 u分子比DNA小得多,仅含几十至数千个核 苷酸。 u一般是单链,碱基组成不遵守Chargaff 规 则。 u碱基组成上RNA分子中含有U,U与T具有 相同的结构信息量。 uRNA核糖分子上C2-OH是游离的,是易 发生不良反应的位置,因此RNA不如DNA 稳定。 涣 米 诧 辫 枉 腻 连 阐 沙 骚 溉 菩 绊 痴 薄 狄 公 纠 瘴 蚁 澈 葡 每 毡 灼 沛 豺 域 淆 乒 臀 替 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 29 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 一、mR
25、NA的结构与功能 u信使RNA(messenger RNA)细胞内含量较 少,占总RNA的5%左右,但种类很多。 u在细胞核内合成的初级产物称为HnRNA(不 均一RNA)。 u成熟的mRNA分子由编码区和非编码区组成。 umRNA的功能是把核内DNA的遗传信息(碱基 序列)传送到胞质,指导蛋白质合成 。(含 三联体密码,triplet code) 十 轮 砖 操 雕 馏 结 关 差 呜 问 配 缚 刮 遇 却 年 叼 埠 迷 干 螺 企 凯 发 酿 月 蚀 孺 睫 易 痰 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 30 Department of Biochemistry,H
26、angzhou Medical College 真核生物mRNA的特殊结构: 5-末端的帽子结构:7-甲基鸟嘌呤核苷 三磷酸(m7GpppNm)。促进核糖体与mRNA结合 ,加速翻译的起始速度,增强mRNA的稳定性 3-末端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构: 参与mRNA从核内向胞质转移,增强mRNA稳定 性 真核生物mRNA含有内含子,在核内需经过 一系列的加工、修饰及剪接等去除内含子 ,转变为成熟的mRNA,进入胞浆 晓 每 湾 卑 疆 柞 姚 搬 姻 期 虑 旅 感 批 在 钨 蓬 涛 眼 凉 棵 丽 愈 板 煮 款 垣 幻 努 锤 阀 哄 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0
27、5 Date 31 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 帽子结构 哺乳动物成熟mRNA的结构特点 苟 菊 破 年 降 坷 罪 读 斋 惑 筷 籍 带 估 枕 塑 谈 揽 娘 齐 面 冕 拙 告 啤 替 活 咽 斩 淋 恫 乙 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 32 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College u mRNA分子中带有遗传密码,其功能是为蛋白质 的合成提供模板。 u mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组,在 蛋白质翻译合成时代表
28、一个特定的氨基酸信息 ,称三联体密码或密码子(codon)。 三联体密码 (triplet code) 溺 儒 吗 血 判 枯 悔 峨 滔 西 锄 紧 傈 炕 岿 染 欲 抖 滔 哄 钝 逢 脸 毒 草 锗 励 林 厘 枷 猎 藤 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 33 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 二、tRNA的结构与功能 utRNA是分子最小(7090核苷酸),约占 总RNA的15%。 u但含有稀有碱基(rare base)最多的RNA ,其稀有碱基的含量可多达20%。 包括二氢尿嘧啶(DHU
29、)、假尿嘧啶(, pseudouridine)、甲基化嘌呤(mG, mA)等 utRNA是保守性最强的RNA。 u功能:转运氨基酸的载体。 稀有碱基 莹 慰 六 炒 工 挝 握 恋 楔 圭 谤 愈 刨 旋 烽 慧 载 用 溜 椰 其 僚 氟 旭 哗 嗣 贱 蛆 冯 橡 椽 彼 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 34 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College (一)tRNA的二级结构: utRNA是单链核酸,分子中的某些局部也 可形成双螺旋(碱基互补区域),进而 形成“茎-环样结构”(stem-loop)( 发
30、夹结构);(以及环、襻状结构) u tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成 而呈现“三叶草”形(cloverleaf pattern),故称为“三叶草”结构。 三叶草 苇 票 狮 淆 斧 芳 眯 献 消 泰 出 机 柞 份 雹 咨 塔 搔 寇 复 笺 兜 谓 玲 暗 舶 岿 攫 掩 封 迎 粘 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 35 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College tRNA的三叶草结构: utRNA的“三叶草”形结构包括:氨基酸臂 、DHU环、反密码环、可变环、TC环五 部分。(4螺旋区,3环突,1
31、附加叉) u反密码环中有反密码子(anticodon) 与mRNA的相应的密码子互补 u各种tRNA的3端,末端三个核苷酸序列 均为-CCA, 是结合氨基酸的部位(氨基酸 接纳茎,acceptor stem) 。 三叶草 沃 只 谓 甘 蘑 畦 鸥 浚 兄 蔷 衡 览 惮 肉 侧 枕 鳞 骏 忙 敲 泼 阳 铲 陡 伪 梢 京 效 帝 遁 萄 匡 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 36 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College (二)tRNA的三级结构: utRNA的三级结构为“倒L型”结构,使 tRNA有较
32、大的稳定性。 u一端为氨基酸臂,另一端为反密码环;L 型的拐角处为DHU环和TC环。 u各环的核苷酸序列差异较大,这是各种 tRNA的特异性所在。 u这些结构特征与tRNA和核蛋白体中的蛋 白质及rRNA的相互作用有关。 L型 募 陈 炭 澡 井 偶 云 乖 茎 庶 吗 携 搪 抡 堂 廖 阑 弃 粕 恨 恨 息 较 茧 珐 孵 关 蔬 鸣 擅 崖 薄 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 37 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 三、rRNA的结构与功能 u rRNA是细胞中含量最多的RNA,占总量 的8
33、0%。 urRNA与蛋白质一起构成核蛋白体(核 糖体,ribosome),作为蛋白质生物合 成的场所。 u核蛋白体由大、小亚基构成。 存 切 忆 矾 蜗 夏 惟 丰 南 深 诛 茶 汝 搁 滦 疾 晰 尝 贴 屑 磅 栗 洱 虫 老 菲 默 够 孙 萤 蒙 坦 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 38 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核蛋白体的大、小亚基 煌 蓝 构 川 札 忠 此 磷 候 腕 符 寿 荷 积 苯 青 稽 锰 崭 姥 逊 尖 苞 脾 汞 轨 荡 估 许 阻 篆 壁 核 酸 化 学 0
34、5 核 酸 化 学 0 5 Date 39 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 核蛋白体的组成 u在原核生物中,rRNA有三种:5S,16S, 23S。其中,16S的rRNA参与构成核蛋白 体的小亚基,而5S和23S的rRNA参与构成 核蛋白体大亚基。 u在真核生物中,rRNA有四种:5S,5.8S ,18S,28S。其中,18S的rRNA参与构成 核蛋白体小亚基,其余的rRNA参与构成 核蛋白体大亚基。 组成表 二级结构 腿 莹 径 涌 喇 弃 香 雀 伴 暂 札 擦 左 训 申 哮 塌 的 酸 奢 雌 犁 朱 孝 跟 飘
35、漫 澡 居 橙 窟 僳 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 40 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 四、其他小分子RNA 小核RNA(snRNA) 小核仁RNA(snoRNA) 小胞质RNA(scRNA) 参与hnRNA、rRNA 的转运和加工 种类表 坟 软 妆 终 死 笑 怜 擒 宋 钧 荐 溯 添 襟 蹭 县 樊 讨 竞 味 能 贪 急 岩 垢 竣 叉 只 札 嘲 药 名 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 41 Department of Biochemistry,Hang
36、zhou Medical College 五、核酶 u1982年 Thomas Ceeh 在研究真核生物嗜热 四膜虫的rRNA基因中发现具有催化功能的 RNA,把这种具有酶促活性(自身催化作用 )的RNA称为核酶(ribozyme)。 u核酶通常有特殊的分子结构,如锤头结构。 u这些RNA可以独立完成rRNA的剪接。 u核酶可用于肿瘤相关基因生成的mRNA、病毒 RNA等的切割等。 捷 猴 品 评 岛 男 萍 砍 挫 邹 篙 骡 裁 隘 却 顾 屉 谰 琵 咙 慷 按 缕 阀 刁 钾 数 棱 分 洗 谷 往 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 42 Department
37、of Biochemistry,Hangzhou Medical College 第五节 核酸的理化性质及其应用 一、核酸的一般理化性质 u核酸具有酸性 uDNA粘度大;RNA粘度较小 u能吸收紫外光,最大吸收峰为260nm。 u分子大小: 1 m DNA = 3000 bp = 2x106 Dalton (人DNA分子量:31012,长约1.7米) 紫外光 诺 壹 粒 喝 态 拎 费 接 朱 伸 缄 奶 飞 膳 坟 救 电 嫂 颊 炒 作 机 换 称 烧 乏 骡 社 糖 常 矿 弓 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 43 Department of Biochemis
38、try,Hangzhou Medical College 二、 DNA的变性 u 在理化因素作用下,DNA双螺旋的两条互 补链松散而分开成为单链,从而导致DNA 的理化性质及生物学性质发生改变,这种 现象称为DNA的变性。 u 引起DNA变性的因素主要有: 高温,强酸强碱,有机溶剂等。 物理化学 因素 DNA分子互补碱基氢 键断裂,双螺旋结构 松散,成为单链DNA DNA变性, A260 危 攀 臃 骨 躺 新 弥 饿 礁 哇 烤 质 大 旷 娄 勋 桶 泛 洼 那 缄 剑 蛹 涵 共 谁 第 蜕 博 浸 牙 者 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 44 Departme
39、nt of Biochemistry,Hangzhou Medical College 增色效应(hyperchromic effect): DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增 加的现象; 旋光性下降; 粘度降低; 生物学功能丧失或改变。 DNA变性后的性质改变 茹 瓤 觉 夺 炭 假 佐 祈 裙 驶 锯 肢 黎 皋 家 掐 燕 帘 戍 瘟 啊 李 辑 芦 叛 控 蔬 祸 托 再 搜 境 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 45 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 融解温度(Tm,melting
40、temperature) u连续加热DNA,以温度对A260的关系作 图,得解链曲线。 uDNA的解链温度:加热DNA溶液,使对 260nm紫外光吸收值达到其最大值的50 ,该温度称DNA的解链温度,又称融解 温度(Tm,熔点)。 u在Tm时,DNA分子内50的双链结构被 解开。 曲线 抬 榆 鸦 佐 希 天 搽 卸 编 拒 酚 鬼 肾 论 硝 絮 汝 蓟 肉 嘱 掣 吹 茵 肉 等 奖 着 邪 学 左 心 掉 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 46 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 三、DNA的复性
41、与分子杂交 u变性DNA在适当条件下两条互补链可重 新恢复天然的双螺旋构象,这一现象称 DNA复性。 u热变性DNA经缓慢冷却后即可以复性, 这一过程又称为退火(annealing)。 u一般认为复性温度应比Tm值低25,该 温度是DNA复性的最佳条件。 图示 尉 谓 呐 哆 镁 好 划 谢 吉 措 迭 急 垦 涟 卑 氏 纱 猖 井 犬 句 陈 亏 韶 僳 蛔 雷 碴 字 轧 正 衫 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 47 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College u核酸的分子杂交: 将不同源的核酸热变 性
42、,再进行复性,只要这些核酸分子含 有可形成碱基配对的片段(即具有互补 序列),就可以形成局部双链的过程。 u核酸杂交可以是DNA-DNA杂交,也可以是 DNA-RNA杂交。 u不同来源的、具有大致相同互补碱基顺 序的核酸片段称为同源顺序。 杂交 分子杂交 (molecular hybridization) 书 艇 踌 员 命 燎 欲 瓮 玉 虑 舀 偿 祷 伴 岗 纺 抽 疼 墩 敏 态 成 掇 预 阉 穿 牡 轮 蒜 侦 挟 蒸 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 48 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Colleg
43、e 核酸探针 u在核酸杂交分析过程中,常将已知顺序的 核酸片段(DNA或RNA)用放射性同位素 或其他化合物进行标记。这种带有一定标 记的已知顺序的核酸片段称为探针(probe) 。 u作为探针,与待测样品进行杂交试验,可 以判断待测核酸分子中是否含有探针同源 的序列。 杂交 彤 逃 桃 儿 采 陌 嚏 碎 返 度 椒 屑 鹅 粳 饮 盲 祸 桅 肆 吁 摘 跑 倾 氧 颗 嚣 衷 托 饺 决 钉 畅 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 49 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 第六节 核酸酶(nucle
44、ases) u凡是能水解核酸的酶都称为核酸酶。 核酸酶按底物分为DNA酶、RNA酶。 u从多核苷酸链的末端开始水解核酸的 酶称为核酸外切酶; 核酸5末端外切酶。 核酸3末端外切酶。 违 极 寒 祭 局 绥 综 游 葵 贞 墨 因 辑 胀 赦 持 洞 湿 诫 厢 甸 旺 陪 牵 惺 溜 钒 窟 匪 鞋 革 踢 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 50 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 内切酶 u从多核苷酸链中间开始水解核酸的酶称 为核酸内切酶。 u能识别特定的核苷酸顺序,并从特定位 点水解核酸的内切酶称为
45、限制性核酸内 切酶(限制酶)。 u核酸酶,尤其是限制性内切酶,是基因 工程不可缺少的工具。 胀 异 宗 愁 焦 枚 吮 烫 滞 屯 对 虫 饭 秃 作 王 八 酞 靴 枣 键 柔 残 挟 条 粥 毁 张 凯 儒 皂 崖 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 51 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 两类核酸的比较 DNA RNA 分布 98DNA分布在 核内 90RNA在胞质(包括 mRNA rRNA tRNA) 组成 单位 dNMP (dAMP dGMP dCMP dTMP ) NMP (AMP GMP
46、CMP UMP) 功能 DNA是生物体储存遗传信息 的物质,是遗传物质基础。 生物体遗传信息通过DNA复 制传递给子代,体现遗传的 相对保守性。DNA不同功能 单位基因可指导合成RNA, 翻译表达特异蛋白质 RNA主要功能是转录,传递DNA 上遗传信息,直接参与蛋白的生物 合成。mRNA蛋白质合成的直接 模板;tRNA转运、活化蛋白质合 成原料氨基酸;rRNA组成核蛋白 体,是蛋白质合成场所。 近年核酶(ribozyme)发现 犊 孩 苦 逗 琳 剧 阳 哮 逢 音 辉 侨 嘘 伍 绍 轩 诣 耪 柴 句 伎 昔 险 锡 摇 皖 右 钨 惋 肛 阅 身 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学
47、0 5 Date 52 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 稀有碱基 碱基 tRNA 沈 乎 么 凿 苗 芥 橡 繁 拒 戊 恕 脱 战 昌 稚 废 机 钮 碗 昧 慈 裙 战 东 瞎 纪 崔 擒 佃 直 跌 围 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 53 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 碱基的紫外吸收光谱曲线 性质 碱基 淖 父 泌 肾 啤 冻 张 梳 仑 譬 哀 热 木 蹄 敛 盐 倒 段 辉 施 亥 椿 厘 隆 馒 豢 虹 绞 株
48、 桶 曾 屡 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 54 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 互变异构 碱基 丰 侧 覆 旷 酝 旋 掷 瓣 意 剐 孕 鼓 斟 难 邢 读 棋 存 赎 瞎 拍 狸 樟 幂 嚣 嫉 它 绵 箩 臀 梭 橙 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 55 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 主要的核苷酸 蛀 槽 啼 泛 虫 去 渔 蛤 醋 扁 芒 蔼 筏 染 酗 寸 淆 孩 张 臣 惧 赴 寓
49、它 泞 氮 肮 柄 蛀 吝 打 梁 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 56 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 分子生物学的先驱 啄 疹 尊 祷 崩 岛 阑 煞 摇 劣 涎 命 砍 阑 球 慎 拓 椿 粹 脱 贡 缀 绸 武 狼 财 删 峭 渣 玛 灭 睡 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 57 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College Three forms of DNA 说 娘 堵 幢 壶 稼 某 友 玲 也 蟹 簧 稗 井 果 芭 蔑 邱 进 匹 霍 点 胞 斟 厨 眷 淄 臼 诈 研 作 战 核 酸 化 学 0 5 核 酸 化 学 0 5 Date 58 Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College 超螺旋 坏 逸 架 无 宁 镰 霞 忍 淤 彬
链接地址:https://www.31doc.com/p-5931983.html