1、關(guān)于生物大分子核酸第一張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.掌握DNA與RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2.熟悉核酸種類、組成及其理化性質(zhì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)第二張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸是一類重要的生物大分子，擔(dān)負(fù)著生命信息的儲(chǔ)存與傳遞。核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)的重要研究領(lǐng)域，是基因工程操作的核心分子。第一節(jié) 核酸概述第三張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 1868年，F(xiàn). Miescher從細(xì)胞核中分離得到一種酸性物質(zhì)，即現(xiàn)在被稱為核酸的物質(zhì)。1944年，Avery的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、核酸的研究發(fā)現(xiàn)史1953年，Watson、Crick DNA雙螺旋模型1982年，核酶第四

2、張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月orand可分離第五張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 98核中（染色體中） 真核 線粒體（mDNA） 核外 葉綠體（ctDNA）DNA 擬核 原核 核外：質(zhì)粒（plasmid） 病毒：DNA病毒二、核酸的種類和分布 核酸分為兩大類： 脫氧核糖核酸 Deoxyribonucleic Acid （DNA） 核糖核酸 Ribonucleic Acid（RNA）第六張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中 tRNA rRNA mRNA 其它 RNA病毒：SARS第七張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 核酸的基本

3、化學(xué)組成核酸核苷酸核苷磷酸堿基戊糖分子組成元素組成： C H O N P 第八張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月組成核酸的戊糖有兩種。DNA所含的糖為 -D-2-脫氧核糖；RNA所含的糖則為-D-核糖。一、戊糖RiboseDeoxyribose第九張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、堿基1. 嘌呤123456978腺嘌呤A鳥嘌呤G第十張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 嘧啶123456尿嘧啶U胞嘧啶C胸腺嘧啶T第十一張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。第十二張，PPT共五十一

4、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、核苷核苷 戊糖+堿基 糖與堿基之間的C-N鍵，稱為C-N糖苷鍵12345(OH)12345(OH)第十三張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 核苷酸 核苷+磷酸 戊糖+堿基+磷酸HHHHHHHHH四、核苷酸第十五張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、核苷酸衍生物1. 繼續(xù)磷酸化AMPADPATP第十六張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.環(huán)化磷酸化 cAMP cGMP第十七張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 肌苷酸及鳥苷酸(強(qiáng)力味精)4. 輔酶 NAD、NADP、FMNIMP GMP第

5、十八張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月六、多聚核苷酸（核酸）多聚核苷酸是通過一個(gè)核苷酸的C3-OH 與另一分子核苷酸的5-磷酸基形成3,5-磷酸二酯鍵相連而成的鏈狀聚合物。5533第十九張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5-磷酸端（常用5-P表示）；3-羥基端（常用3-OH表示）方向性，當(dāng)表示一個(gè)多聚核苷酸鏈時(shí)，必須注明它的方向是53或是35。多聚核苷酸的表示方式DNA RNA5PdAPdCPdGPdTOH 3 5PAPCPGPUOH 或5ACGTGCGT 3 5ACGUAUGU 3 ACGTGCGT ACGUAUGUT53OH

6、U53OH OH OH OH OH 第二十一張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)一、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)脫氧核糖核酸的排列順序可以用堿基排列順序表示連接鍵：3，5-磷酸二酯鍵磷酸與戊糖順序相連形成主鏈骨架堿基形成側(cè)鏈多核苷酸鏈均有5-末端和3-末端第二十二張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月基因（gene）：一段有功能的DNA片段，生物細(xì)胞中DNA分子的最小功能單位（交換單位）。 蛋白質(zhì)（mRNA 蛋白質(zhì)）產(chǎn)物 tRNA RNA rRNA 調(diào)節(jié)功能：調(diào)節(jié)基因無產(chǎn)物 作用未知結(jié)構(gòu)基因第二十三張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月基因組（genome）：某生物體（完

7、整單倍體）所含全部遺傳物質(zhì)的總和。 包括：核基因組（擬核/核DNA）及核外（質(zhì)粒/質(zhì)體DNA） bp（堿基對(duì)） 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012人兩棲類魚類藻類酵母細(xì)菌E.Coli病毒質(zhì)粒各種細(xì)胞、病毒和細(xì)菌質(zhì)粒中基因組的大小第二十四張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 DNA的雙螺旋模型1953年，J. Watson和F. Crick ，根據(jù)DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜和分子模型，提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測(cè)。在DNA分子中，嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等。二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)第二十五張

8、，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA雙螺旋模型要點(diǎn)B型結(jié)構(gòu) 兩條鏈反向平行，右手螺旋 堿基在內(nèi)（AT，GC）堿基平面垂直于螺旋軸 戊糖在外，雙螺旋每轉(zhuǎn)一周 為10堿基對(duì)（bp）A型結(jié)構(gòu) 堿基平面傾斜20，螺旋變粗變短，螺距23nm。Z型結(jié)構(gòu) 左手螺旋，只有小溝2.0 nm小溝大溝第二十六張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月雙螺旋DNA的結(jié)構(gòu)參數(shù)類型旋轉(zhuǎn)方向螺旋直徑（nm）螺距（nm）每轉(zhuǎn)堿基對(duì)數(shù)目堿基對(duì)間垂直距離（nm）堿基對(duì)與水平面傾角ADNABDNAZDNA右右左2.02.31.82.83.44.51110120.2550.

9、340.272007雙螺旋穩(wěn)定的力 氫鍵 堿基堆積力（疏水相互作用及范德華力） 離子鍵等 則DNA變性劑（熱、pH、脲/酰胺、有機(jī)溶劑）第二十八張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA的存在形式第二十九張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋的進(jìn)一步扭曲構(gòu)成三級(jí)結(jié)構(gòu)，負(fù)超螺旋 原核 雙鏈環(huán)狀DNA（dcDNA） 病毒 單鏈環(huán)狀DNA（scDNA） 單鏈線性DNA（ssDNA） 第三十張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真核 雙鏈線性DNA（dsDNA）第三十二張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

10、6月第三十三張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)堿基組成 A、G、C、U （AU/GC） 稀有堿基較多，穩(wěn)定性較差，易水解多為單鏈結(jié)構(gòu)，少數(shù)局部形成螺旋分子較小分類mRNA（hnRNA 核不均一RNA）tRNA rRNA （snRNA/asRNA）少數(shù)RNA病毒第三十四張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、tRNA占RNA總量的15一種氨基酸對(duì)應(yīng)最少一種RNA分子量25000左右，大約由7090個(gè)核苷酸組成，沉降系數(shù)為4S左右。分子中含有較多的修飾成分。3-末端都具有CpCpAOH的結(jié)構(gòu)。第三十五張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的

11、三級(jí)結(jié)構(gòu)第三十六張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、rRNA占RNA總量的80原核生物真核生物核糖體rRNA核糖體rRNA 30s70s 50s16s5s 、23s 40s80s 50s 18s5s、5.8s、28s第三十七張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、mRNA和hnRNA占細(xì)胞總RNA的35真核細(xì)胞mRNA的3-末端有一段長(zhǎng)達(dá)200個(gè)核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA)，稱為 “尾結(jié)構(gòu)” ，5 -末端有一個(gè)甲基化的鳥苷酸，稱為” 帽結(jié)構(gòu)“ 。第三十八張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 核酸的性質(zhì)一、一般的理化性質(zhì) 兩性解離 / 一般呈酸性（在中性溶液中帶

12、負(fù)電荷），微 溶于水，不溶于有機(jī)溶劑線性大分子（粘度高?？辜羟辛Σ睿┛捎秒娪净螂x子交換（色譜）進(jìn)行分離室溫條件下，DNA在堿中變性，但不水解，RNA水解加熱條件下，D核糖濃鹽酸苔黑酚 綠色 D2脫氧核糖酸二苯胺 藍(lán)紫色第三十九張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、核酸的紫外吸收特性在核酸分子中，由于嘌呤堿和嘧啶堿具有共軛雙鍵體系，因而具有獨(dú)特的紫外線吸收光譜，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作為核酸及其組份定性和定量測(cè)定的依據(jù)。以A260/A280進(jìn)行定性、定量DNA和RNA溶液中加入溴化乙錠（EB），在紫外下發(fā)出熒光第四十張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、核酸的變性

13、、復(fù)性與分子雜交1. 變性概念 穩(wěn)定核酸雙螺旋次級(jí)鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程。核酸的的一級(jí)結(jié)構(gòu)(堿基順序)保持不變。變性表征 生物活性部分喪失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸收增加（增色效應(yīng)）變性因素 pH（11.3或5.0） 變性劑（脲、甲酰胺、甲醛） 低離子強(qiáng)度 加熱第四十一張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA的變性過程是突變性的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成。因此，通常將紫外吸收的增加量達(dá)最大量一半時(shí)的溫度稱熔解溫度，用Tm表示。一般DNA的Tm值在70-85C之間。DNA的Tm值與分子中的G和C的含量有關(guān)。G和C的含量高，Tm值高。因而測(cè)定Tm值，可反映DNA分子

14、中G, C含量，可通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（G+C)%=(Tm-69.3)X2.442. 熱變性和Tm第四十二張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 核酸的復(fù)性變性核酸的互補(bǔ)鏈在適當(dāng)?shù)臈l件下，重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程稱為復(fù)性。DNA復(fù)性后，一系列性質(zhì)將得到恢復(fù)，但是生物活性一般只能得到部分的恢復(fù)，具有減色效應(yīng)。將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時(shí)，DNA不可能復(fù)性。變性的DNA緩慢冷卻時(shí)可復(fù)性，因此又稱為“退火”。 退火溫度Tm25復(fù)性影響因素 片段濃度/片段大小/片段復(fù)雜性（重復(fù)序列數(shù)目）/ 溶液離子強(qiáng)度 第四十四張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作

15、于2022年6月第四十五張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.分子雜交DNA單鏈與在某些區(qū)域有互補(bǔ)序列的異源DNA單鏈或RNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程。這樣形成的新分子稱為雜交DNA分子。核酸的雜交在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的研究中具有重要意義。Southern 雜交（Southern bolting）Northern 雜交（Northern bolting）Western 雜交 （Western bolting）第四十六張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十七張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、選擇題1自然界游離核苷酸中，磷酸最常見是位于：A戊糖的C-5上 B戊糖的C-2

16、上 C戊糖的C-3上D戊糖的C-2和C-5上 E戊糖的C-2和C-3上2可用于測(cè)量生物樣品中核酸含量的元素是：A碳 B氫 C氧 D磷 E氮3下列哪種堿基只存在于RNA而不存在于DNA：A尿嘧啶 B腺嘌呤 C胞嘧啶 D鳥嘌呤 E胸腺嘧啶4核酸中核苷酸之間的連接方式是：A2，3磷酸二酯鍵 B糖苷鍵 C2，5磷酸二酯鍵D肽鍵 E3，5磷酸二酯鍵5核酸對(duì)紫外線的最大吸收峰在哪一波長(zhǎng)附近？A280nm B260nm C200nm D340nm E220nm練習(xí)題第四十八張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6有關(guān)RNA的描寫哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的：AmRNA分子中含有遺傳密碼 BtRNA是分子量最小的一種RN

17、A C胞漿中只有mRNA DRNA可分為mRNA、tRNA、rRNA E組成核糖體的主要是rRNA7大部分真核細(xì)胞mRNA的3-末端都具有：A多聚A B多聚U C多聚T D多聚C E多聚G8DNA變性是指：A分子中磷酸二酯鍵斷裂 B多核苷酸鏈解聚CDNA分子由超螺旋雙鏈雙螺旋 D互補(bǔ)堿基之間氫鍵斷裂EDNA分子中堿基丟失9DNA Tm值較高是由于下列哪組核苷酸含量較高所致？AG+A BC+G CA+T DC+T EA+C10某DNA分子中腺嘌呤的含量為15%， 則胞嘧啶的含量應(yīng)為：A15% B30% C40% D35% E7%第四十九張，PPT共五十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、填空題1核酸完全的水解產(chǎn)物是_、_和_。其中_又可分為_堿和_堿。2體內(nèi)的嘌呤主要有_和_；嘧啶堿主要有_、_和_。某些RNA分子中還含有微