多聚核苷酸與核酸第一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日核酸的分類及分布存在于細胞核和線粒體分布于細胞核、細胞質、線粒體(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息，并通過復制傳遞給下一代。是DNA轉錄的產物，參與遺傳信息的復制與表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體第二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日1953年：Watson和Crick提出DNA雙螺旋結構模型（1962年獲諾貝爾獎），分子生物學時期的標志。

第三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日多聚核苷酸（Polynucleotides）

多聚核苷酸是核苷酸通過3，5-磷酸二酯鍵連接的聚合物，是核酸分子中的基本形式。第四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日核酸分子結構與功能一、核酸的分子結構與功能

核聚苷酸分子結構

DNA分子結構

RNA分子結構二、核酸的理化性質與研究技術第五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第一節(jié)多聚核苷酸Polynucleotides第六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日5′端3′端CGA3,5-磷酸二酯鍵多聚核苷酸鏈方向性

一、多聚核苷酸的結構

核苷酸的多聚物5末端：磷酸3末端：羥基鏈延長：5→3第七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

核酸的一級結構：

核酸中核苷酸的排列順序核苷酸間的差異主要是堿基不同，也稱為堿基排列順序。即堿基序列。第八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日AGP5PTPGPCPTPOH3書寫方法5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3目錄第九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日核酸分子大小表示法:

單鏈DNA或RNA:堿基數目,base,kilobase.

雙鏈DNA或RNA:堿基對數目,basepair(bp)kilobasepair(kb)

小的核酸片段(<50bp),稱為寡核苷酸(nt)第十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日二、多聚核苷酸細胞內合成：DNA：單鏈核酸為模板，DNA聚合酶催化。RNA：單鏈核酸為模板，RNA聚合酶催化。三、多聚核苷酸體外合成：1.PCR（DNA聚合酶鏈反應）：

模板指導，DNA引物上進行的鏈延長。解鏈(升溫)→聚合(降溫)→鏈延長(恒溫)2.亞磷酸酰胺三酯方法：DNA自動合成儀不需模板、引物，合成寡核苷酸引物和探針3.體外轉錄體系：無細胞模仿體內轉錄，生成RNA

需要模板、RNA聚合酶。第十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日亞磷酰胺DMT：5’-OH保護劑，二甲氧基三笨甲基TCA第十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第二節(jié)DNA的結構和功能TheThreeDimensionalStructureofDNA

第十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA的空間結構又分為二級結構(secondarystructure)和高級結構。DNA的空間結構(spatialstructure)構成DNA的所有原子在三維空間具有確定的相對位置關系。第十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日一、DNA的二級結構是雙螺旋結構第十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（一）Waston和Crick提出DNA雙螺旋結構模型

堿基組成分析[A]=

[T]、[G]

[C]

不同生物堿基組成不同

同生物、不同組織堿基組成相同目錄模型理論基礎：hargaff規(guī)則獲得了高質量的DNA分子的X射線衍射照片。第十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA雙螺旋結構模型要點（Watson,Crick,1953）1.反向平行、右手螺旋的雙鏈結構：

兩條相互平行、走向相反的脫氧核苷酸鏈組成圍繞同一個螺旋軸形成右手螺旋

雙螺旋結構的直徑為2.37nm，螺距為3.54nm目錄3.54nm

第十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

親水性的脫氧核糖-磷酸為骨架位于雙鏈的外側。疏水性的堿基位于雙鏈的內側。第十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

堿基垂直螺旋軸與對側堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T;GC）。目錄2.DNA雙鏈之間形成了互補堿基對第二十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

堿基互補配對:胞嘧啶/鳥嘌呤

第二十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日堿基互補配對:胸腺嘧啶/腺嘌呤第二十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第二十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日大溝與小溝第二十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日大溝與小溝第二十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日目錄橫向結構穩(wěn)定：互補堿基對的氫鍵維系DNA橫向結構的穩(wěn)定?？v向結構穩(wěn)定：相鄰兩個堿基對互相重疊產生的疏水作用，稱為堿基堆積力(basestackinginteraction)，維系DNA縱向結構的穩(wěn)定。3.疏水作用力和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結構的穩(wěn)定。第二十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日堿基堆積作用力第二十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）DNA雙螺旋結構的多樣性第二十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日B型DNA:Watson和Crick,右手螺旋(1953年)A型DNA:Wilkins(1953年)Z型DNA:Rich等,左手螺旋,(1979年)第二十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日旋向螺距(nm)堿基數（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.53112.55平滑體外脫水B型右手3.5410.52.37平滑DNA生理條件Z型左手4.56121.84鋸齒型CG序列三種DNA構型的比較第三十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日A型-DNAB型-DNAZ型-DNA螺旋旋向右手螺旋右手螺旋左手螺旋螺旋直徑2.55nm2.37nm1.84nm每一螺旋的堿基對數目1110.512螺距2.53nm3.54nm4.56nm相鄰堿基對之間的垂直距離0.23nm0.34nm0.38nm糖苷鍵構象反式反式嘧啶為反式,嘌呤為順式，反式和順式交替

相鄰堿基對之間的轉角3334.2每個二聚體為-60使構象穩(wěn)定的相對環(huán)境濕度

75%92%堿基對平面法線與主軸的夾角1919大溝窄深寬深相當平坦小溝寬淺窄深窄深不同構象DNA的結構參數第三十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日部分回折：5’-TGCGATACTCATCGCA-3’局部DNA形成發(fā)夾形結構（三）DNA局部特殊結構

第三十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

局部DNA形成十字形結構5’-TGCGATACTCATCGCA-3’3’-ACGCTATGAGTAGCGT-5第三十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（四）某些DNA具有更復雜的螺旋結構Hoogsteen堿基配對形成三股螺旋DNAT*A=TC*G=CH-DNA的結構第三十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日三鏈結構第三十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日鳥嘌呤之間通過Hoogsteen氫鍵形成特殊的四鏈結構(tetraplex)。四鏈結構2．4條多聚鳥嘌呤核苷酸鏈形成四螺旋DNA第三十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重復序列，因而自身形成了折疊的四鏈結構。第三十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日二、DNA的三級結構是超螺旋結構超螺旋結構(superhelix或supercoil)

DNA在雙螺旋基礎上通過扭曲、折疊形成的特定三級結構。即超螺旋結構。雙螺旋纏繞過分或不足產生的張力，使DNA分子發(fā)生扭曲，以抵消張力，這種扭曲稱為超螺旋結構。

（一）超螺旋結構具有不同的拓撲異構體第三十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日正超螺旋（positivesupercoil）雙螺旋纏繞過分產生的超螺旋，為左手超螺旋。負超螺旋（negativesupercoil）雙螺旋纏繞不足產生的超螺旋，為右手超螺旋。核酸拓撲同分異構體松弛態(tài)DNA（relaxedDNA）以能量最低狀態(tài)存在的雙螺旋DNA。

第三十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日環(huán)狀DNA的三種拓撲異構體示意圖松弛形環(huán)狀負超螺旋（右手）正超螺旋（左手）環(huán)狀B-DNA：2000bp、右手雙螺旋周數200Lk：雙螺旋周數第四十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日意義

DNA超螺旋結構整體的拓撲學變化，對DNA復制和RNA轉錄過程的調控具有關鍵作用。

自然條件下，DNA以負超螺旋存在，纏繞不足有利解鏈。第四十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）原核生物DNA是環(huán)狀超螺旋結構大腸桿菌DNA，4639bp環(huán)狀超螺旋結構(類核)200bp形成一個超螺旋共價閉環(huán)雙螺旋結構第四十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

真核生物的線粒體、葉綠體DNA也是環(huán)狀超螺旋結構

線粒體DNA(mtDNA):封閉雙鏈環(huán)狀分子。人mtDNA全長16,569個堿基對，共計37個基因,分別編碼13個蛋白質、2個rRNA、22個tRNA。第四十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（三）真核生物DNA與組蛋白組成高度有序的染色體（一）核小體(nucleosome)

是染色質的基本組成單位，由DNA和蛋白質構成。

雙鏈DNA纏繞在組蛋白核心上構成核小體：

組成：DNA：約200bp

組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4第四十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日2．組蛋白是小分子量的堿性蛋白質

5種組蛋白：

分子量和氨基酸序列有差異；分子量：11～21kD，富含精氨酸和賴氨酸。

H3，H4氨基酸序列高度保守，序列相似性多，提示功能相同。

H1、H2A、H2B的相似性很少。

第四十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日核心顆粒：140bp

H2A,H2B,H3,H4各兩分子連接區(qū)：140bp

H1第四十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

核小體的結構示意圖a組蛋白八聚體核心b核小體c直徑30nm纖維的剖面圖顯示H1的位置d核小體組成串珠樣的染色質acbd第四十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）核小體進一步組裝成染色質/染色體DNA雙螺旋結構：2nm第1層次:

核小體：200bp,10nm,體積減少7倍第2層次:

纖維狀結構：6個核小體卷曲,30nm，100倍第3層次:

柱狀結構:

400nm，40倍染色質:

700nm,～1000倍染色體:1400nm,～10000倍第四十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第四十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（三）常染色質與異染色質的DNA活性不同常染色質（euchromatin），相對比較伸展，是基因表達活躍區(qū)域。對DNase敏感。異染色質（heterochromatin），折疊壓縮程度較高，是轉錄不活躍的區(qū)段，占染色質的10%，如著絲粒、端粒等。第五十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日三、DNA是生物遺傳信息的載體以基因的形式攜帶和傳遞遺傳信息。DNA的堿基序列含有遺傳信息，可作為復制和轉錄的模板傳遞遺傳信息。是生命遺傳的物質基礎，也是生命活動的信息基礎?；虻倪z傳學定義:

是攜帶遺傳信息的結構單位，控制遺傳形狀的功能單位。（一）DNA是遺傳的物質基礎第五十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日基因的結構學定義：(PrinciplesofBiochemistry3th)AsegmentofaDNAmoleculethatcontainstheinformationrequiredforthesynthesisofafunctionalbiologicalproduct,whetherproteinorRNA,isreferredtoasagene.（P325)A

gene,therefore,isallofDNAthatencodestheprimarysequenceofsomefinalgeneproduct,suchasapolypeptideoranRNAwithastructuralorcatalyticfunction.(P908)

編碼有功能的多肽鏈或RNA所必需的DNA片段。第五十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）細胞中全部遺傳信息稱為基因組(genome)基因組(genome)：一個細胞或病毒的全部遺傳信息。絕大多數生物個體的基因組是DNA，但有些病毒的基因組是RNA。

真核生物基因組：是指一套完整的單倍體的染色體DNA和線粒體DNA的全部序列。Allofacell’sgenesandintergenicDNA(theDNAbetweengenes)formthecellulargenome.P907第五十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日人類基因組：3X109bp30%編碼蛋白質相關，1.5%編碼外顯子；45%轉座子DNA，可從基因組的一處轉移到另一處的長短不一的重復序列。25%其它序列：3%為SSR(簡單重復短序列)，存在端粒和著絲粒。第五十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第三節(jié)

RNA的結構與功能

RNA

StructureandFunction第五十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日RNA通常以單鏈的形式存在，但有復雜的局部二級結構或三級結構。RNA比DNA小的多。RNA的種類、大小和結構遠比DNA表現出多樣性。RNA與蛋白質共同負責基因的表達和表達過程的調控。RNA的特點：第五十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日真核細胞主要RNA的種類和功能種類細胞定位功能信使RNAmessengerRNA(mRNA)細胞核、細胞質、線粒體蛋白質的合成模板非均一核RNAheterogeneousnuclearRNA(hnRNA)細胞核成熟mRNA的前體轉運RNAtransferRNA(tRNA)細胞核、細胞質、線粒體轉運氨基酸核糖體RNA

ribosomalRNA(rRNA)細胞核、細胞質、線粒體構成核糖體非信使小RNAsmallnon-messengerRNA(sncRNA)細胞核、細胞質參與hnRNA的剪接和轉運、rRNA加工、基因表達調控等第五十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNAmRNA蛋白轉錄翻譯原核細胞細胞質細胞核DNA內含子外顯子轉錄轉錄后剪接轉運mRNAhnRNA翻譯蛋白真核細胞一、信使RNA（tRNA）：

含有氨基酸編碼序列的RNA。第五十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日真核mRNA的成熟：

hnRNA：非均一核RNA，mRNA的初產物。經剪切成為mRNA。hnRNA內含子(intron)mRNA外顯子(exon)目錄第五十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日mRNA結構特點：氨基酸編碼區(qū)5’非翻譯區(qū)3’非翻譯區(qū)5′末端帽子結構（m7GpppNm-）3′末端多聚腺苷酸(polyA)結構第六十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日帽子結構（一）5-端具有共同的帽結構

真核生物mRNA的5′末端7甲基鳥苷-三磷酸鳥苷結構稱為帽子結構。3，5-磷酸二酯鍵5，5-磷酸二酯鍵第六十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

轉錄后在5末端加上一個7-甲基鳥苷，同時第一或第二個核苷酸的C2也進行甲基化，形成m7GpppNm-。7-基鳥苷-三磷酸鳥苷第六十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日帽子結構的功能：

維持mRNA5’末端穩(wěn)定性。與帽結合蛋白(capbindingproteins,CBPs）結合，轉運mRNA到細胞質。與核蛋白體、翻譯起始因子的結合，參與翻譯起始過程。

第六十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）3-末端具有多聚A尾結構

真核mRNA的3末端多聚腺苷酸[poly(A)]結構，稱為多聚A尾。

PolyA與PolyA結合蛋白（PolyAbindingprotein,PABP)結合，每10～20個堿基結合一個PABP單體。形成PolyA蛋白質多聚體復合物。

mRNA從核內向胞質的轉移；維持mRNA3’末端穩(wěn)定性。

第六十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

mRNA分子從5-末端的AUG開始，每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上一個氨基酸，稱為三聯(lián)體密碼(tripletcode)或密碼子(codon)。由AUG及其以后的連續(xù)三聯(lián)體密碼組成的核苷酸序列稱為開放閱讀框(openreadingframe，ORF)，是多肽鏈的編碼序列。（三）信使RNA中間序列編碼多肽鏈第六十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（一）

tRNA分子含有較多稀有堿基74~95個核苷酸組成，含10~20%稀有堿基，如DHU具有TC(:假尿嘧啶核苷)3′末端為—CCA-OH5′末端大多數為G二、轉運RNA（tRNA）tRNA的功能活化氨基酸、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質的翻譯。第六十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日tRNA中含有多種稀有堿基13第六十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

1.氨基酸臂

2.反密碼環(huán)

3.DHU環(huán)

4.TΨC環(huán)

5.額外環(huán)氨基酸臂TψＣ環(huán)額外環(huán)三聯(lián)密碼子Ｕ環(huán)

（二）tRNA的二級結構形似三葉草tRNA單鏈局部堿基互補形成雙鏈結構。莖環(huán)結構(stem-loop)

發(fā)夾結構(hairpin)。第六十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日3-末端都以CCA結尾。3-末端的A與氨基酸共價連結，攜帶氨基酸不同的tRNA結合不同氨基酸。tRNATyr:

未結合酪氨酸的tRNA(未結合)Tyr-tRNATyr:

已結合酪氨酸的tRNA(已結合)氨基酸臂：tRNA的3-末端連接氨基酸第六十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日tRNA的反密碼子環(huán)上有一個由三個核苷酸構成的反密碼子(anticodon)。tRNA上的反密碼子依照堿基互補的原則識別mRNA上的密碼子。反密碼環(huán)：tRNA的反密碼子識別mRNA的密碼子第七十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（三）tRNA的三級結構呈倒L型第七十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

ＴψＣ環(huán)氨基酸臂DHU環(huán)反密碼環(huán)反密碼子tRNA三級結構及氫鍵的位置第七十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日*rRNA的結構三、核糖體RNA第七十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日*rRNA的種類（根據沉降系數）

真核生物18SrRNA

5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA

原核生物16SrRNA

5SrRNA23SrRNA（一）原核生物有3種rRNA，真核生物有4種rRNA第七十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）原核生物和真核生物的核糖體均由容易解聚的大、小兩個亞基組成。原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.85S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質31種占總重量的30%49種占總重量的35%第七十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日rRNA與核糖體蛋白質共同構成核糖體。核糖體是蛋白質生物合成的場所，為肽鏈合成所需要的mRNA、tRNA、多種蛋白因子提供了相互結合的位點和相互作用的空間環(huán)境。（三）核糖體是蛋白質合成的場所第七十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日四、非信使小RNA除三種RNA外，細胞存在的其他種類小分子RNA，統(tǒng)稱為非信使小RNA。非信使小RNA

(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)

非編碼小RNA（smallnon-codingRNA，sncRNA）具有調節(jié)基因表達作用的小RNA。siRNA、miRNA第七十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日非信使小RNAs的種類：核內小RNA核仁小RNA胞質小RNA催化性小RNA小片段干涉RNA

(siRNA)

微小RNA（miRNA)

第七十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日研究細胞中非信使小RNAs的種類、結構和功能。參與基因的表達和轉錄調控。同一生物體內不同種類的細胞、同一細胞在不同時間、不同狀態(tài)下非信使小RNAs的表達具有時間和空間特異性。RNA組學第七十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（一）核內小RNA參與mRNA剪接過程snRNA長度（nt）

剪接hnRNA的靶位點U1U2U4U5

U6U716518914511510663內含子5-端內含子腺苷酸分支點5端，補充分支點轉酯化反應，3剪接點，使外顯子連接，轉酯化反應組蛋白H3前體的mRNA3末端裂解

核內小RNA與蛋白質組成：細胞核小核蛋白體，是mRNA的剪切場所。核內小RNA富含尿嘧啶，U-snRNA。核內小RNA識別內含子與外顯子的節(jié)點。第八十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（二）催化小RNA參與特殊RNA剪接

具有催化作用的小RNA稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。催化特定RNA降解，在RNA合成后的剪接中具有重要作用。RHA基因組剪切。

根據核酶的分子大小，核酶分為：小分子核酶和大分子核酶。1981年托馬斯.塞克發(fā)現RNA有自身催化作用。第八十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日1.小分子核酶錘頭核酶（hammerheadribozyme）

發(fā)夾核酶（hairpinribozyme）

其他小分子核酶

2.大分子核酶

I（類）內含子，hnRNA

剪切

II（類）內含子

P核酶

第八十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日3.核酶是基因靶向治療良好工具

核酶應用于抗病毒基因治療將RNA病毒基因組作為其剪切的底物。

酶切位點：病毒的啟動子區(qū)域、剪接信號序列或包裝信號序列等病毒的保守序列。設計核酶，有效地對抗各種病毒亞型，降低逃逸突變的可能性。

第八十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日核酶可用于腫瘤基因治療腫瘤病因：基因功能獲得性和缺失性變化（突變）。

DNA病毒或反轉錄病毒感染（轉化）?；蛞孜灰鹎逗匣颉?/p>

腫瘤基因治療的策略之一：抑制癌基因或嵌合基因的表達。核酶和脫氧核酶從策略、理論上可抑制腫瘤細胞而不影響正常細胞。

第八十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（三）核仁小RNA參與rRNA中核苷酸殘基的修飾：甲基化：假尿核苷的形成：（四）小干擾RNA參與轉錄后調控第八十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日siRNA：是生物宿主對外源基因表達的雙鏈RNA進行切割，產生特定長度和特定核酸序列的小片段RNA。siRNA可以與外源基因表達的mRNA相結合，并誘發(fā)這些mRNA的降解?；诖藱C理，人們發(fā)明了RNA干擾技術。雙鏈RNA對基因表達的抑制作用,被稱為RNA干擾（RNAinterference,

RNAi）。

小片段干擾RNA

(smallinterferingRNA,siRNA)第八十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日miRNA是體內基因表達產物，與siRNA有相似的功能，在基因表達調控中起重要作用。對生長發(fā)育和行為具有十分深遠和復雜的影響，與人類疾病發(fā)生發(fā)展密切相關。對miRNA的研究還處在理論水平，對它的應用還有待進一步探討。以miRNA為靶點或者以miRNA為診斷和治療手段的設想，將成為研究的一個焦點。微小RNA：（microRNA，miRNA）：第八十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日

近幾年生命科學研究的熱點，2001-2003年Science雜志連續(xù)將siRNA、miRNA、RNA干擾方面的研究評為十大科技突破。

siRNA和miRNA調控基因表達，影響細胞的許多功能，使人們重新認識RNA分子在細胞進化和功能作用的地位以及廣泛的應用前景。siRNA、miRNA的研究第八十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日第四節(jié)核酸的理化性質PhysicalandChemicalPropertiesofNucleicAcids目錄第八十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（一）核酸可被酸、堿水解目錄核酸中的糖苷鍵和磷酸酯鍵都能被酸、堿和酶水解。DNA易被酸水解RNA易被堿水解

一、核酸具備多種基本物理化學性質第九十頁，共一百二十頁，2022年，8月28日堿基在體液環(huán)境中以堿性解離為主：嘌呤和嘧啶環(huán)及其取代基上的氮，具有酸堿兩性，中性條件以堿解離為主。核酸分子是酸性化合物：

核酸的磷酸基團以酸解離。（二）核酸是兩性化合物第九十一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日堿基互變異構：中性條件以氨式、酮式為主烯醇式酮式氨式亞氨式第九十二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（三）核酸溶液有高分子性質粘度：DNA>RNA、dsDNA>ssDNA

粘度大，易斷裂。沉降系數：

不同空間結構，沉降速率不同；線性<環(huán)狀<超螺旋的DNA；超速離心分離。第九十三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（四）核酸有紫外線吸收的特性

核酸的紫外吸收：OD260單核苷酸>ssDNA（或RNA）>dsDNA

第九十四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日堿基的紫外吸收光譜第九十五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相當于50μg/ml雙鏈DNA40μg/ml單鏈DNA（或RNA）20μg/ml寡核苷酸2.判斷核酸樣品的純度DNA純品:OD260/OD280=1.8RNA純品:OD260/OD280=2.0OD260的應用第九十六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日二、核酸變性、復性和雜交定義：在理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。本質：破壞氫鍵，改變空間結構。方法：強酸、堿，加熱，變性試劑（尿素、酰胺）、有機溶劑（乙醇、丙酮）等。理化性質變化：OD260增高.（一）核酸變性第九十七頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA變性的本質是雙鏈間氫鍵的斷裂第九十八頁，共一百二十頁，2022年，8月28日變性引起紫外吸收值的改變DNA的紫外吸收光譜增色效應：DNA變性時其溶液OD260增高的現象。（二）DNA變性與紫外吸收第九十九頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA的解鏈曲線連續(xù)加熱DNA的過程中以溫度相對于A260值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。解鏈過程中，紫外吸光度的變化達到最大變化值的一半時所對應的溫度。解鏈溫度(meltingtemperature，Tm)熱變性變性是在一個相當窄的溫度范圍內完成。

第一百頁，共一百二十頁，2022年，8月28日Tm值的影響因素：1.G-C堿基對含量決定熔解溫度高低：

G-C與Tm值呈正比。DNA均一性決定熔解溫度范圍大?。壕|DNATm范圍小、異質DNATm范圍大3.

介質中的離子強度影響變性：離子強度低、易變性，Tm低；

DNA高鹽保存。Tm值的經驗公式：Tm=69.3+0.41（%G+C）＜20pb:Tm

=4（G+C）+2（A+T）第一百零一頁，共一百二十頁，2022年，8月28日解鏈曲線的變化G+C含量越高，解鏈溫度就越高。第一百零二頁，共一百二十頁，2022年，8月28日純蒸餾水中的DNA在室溫下就會變性,為什么每一個核苷酸的磷酸基上都帶有一個負電荷。如果這些負電荷沒有被中和，雙鏈之間的這種強有力的靜電排斥作用將驅使兩條鏈分開(在同一條鏈內雖然也存在著這種靜電斥力，但由于鏈內的共價鍵，這種靜電斥力并不重要)。但是當有鹽類加入時，這些帶負電荷的磷酸基團可以被正離子(如Na+)所中和，也就是正離子圍繞在磷酸基周圍形成了“離子云”，有效地屏蔽了磷酸基之間的靜電斥力。這就是Debye-Hvckel離子屏蔽理論。在生理鹽濃度(約0.2mol／L)時就發(fā)生了這種屏蔽作用．斥力也被中止。當離子濃度降低時，這種屏蔽作用減弱，斥力增大，因而Tm值隨之降低。事實上．純蒸餾水中的DNA在室溫下就會變性，也就是這個緣故。在超過生理鹽濃度時，Tm值仍然隨著離子強度的增加而上升，這是因為在高鹽濃度下堿基的溶解性降低而增加了疏水作用力，促進了雙螺旋結構的穩(wěn)定。事實上，平時制備的DNA也總是DNA的鈉鹽，每個磷酸基總是結合一個Na+在用Nacl和CsCl測量DNA分子量時，就會得到不同的數值，二者之比為0.75。因為單核苷酸的平均分子量為330，若是鈉鹽則為353，若是銫鹽則為467。353／467＝0.75。這就是一個有力的證據。第一百零三頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA復性(renaturation)：在適當條件下，變性DNA的兩條互補鏈可恢復天然的雙螺旋構象，這一現象稱為復性。退火(annealing)：

熱變性的DNA經緩慢冷卻后復性，這一過程稱為退火。（三）變性DNA的復性

減色效應：DNA復性時，其溶液OD260降低。第一百零四頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA復性影響因素：

分子量大、濃度小、重復序列多，復性慢第一百零五頁，共一百二十頁，2022年，8月28日（四）核酸分子雜交核酸分子雜交（hybridyzation）：不同來源，但具互補序列的核酸，按堿基配對原則形成雜化雙鏈的過程。雜化雙鏈：DNA與DNA分子，

DNA與RNA分子，

RNA與RNA分子間形成。第一百零六頁，共一百二十頁，2022年，8月28日DNA-DNA雜交雙鏈分子變性復性不同來源的DNA分子第一百零七