第二章

核酸的結(jié)構(gòu)和功能StructureandFunctionofNucleicAcid生化教研室當(dāng)前1頁，總共132頁。核酸(nucleicacidNA)

是存在于細胞中的以核苷酸為基本組成單位的一類大分子酸性物質(zhì)，攜帶和傳遞遺傳信息。當(dāng)前2頁，總共132頁。核酸的分類及分布存在于細胞核和線粒體分布于細胞質(zhì)、細胞核、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(fù)制傳遞給下一代。是DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制與表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體當(dāng)前3頁，總共132頁。1868年FridrichMiescher從膿細胞中提取“核素”。1944年Avery等人利用致病肺炎球菌中提取出來的DNA，使非致病肺炎球菌的遺傳性狀發(fā)生改變而成為致病菌，從而證實DNA是遺傳物質(zhì)。1952年Hershey等人用35S、32P標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA病感染宿主細菌大腸桿菌并進行傳代，結(jié)果發(fā)現(xiàn)子代只含有32P標(biāo)記的DNA，不含有35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)，進一步證明DNA是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，具有傳遞遺傳信息的功能核酸的發(fā)現(xiàn)當(dāng)前4頁，總共132頁。第一節(jié)核酸的化學(xué)組成及其一級結(jié)構(gòu)TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid當(dāng)前5頁，總共132頁。一、核苷酸是構(gòu)成核酸的基本組成單位

1、元素組成C、H、O、N、P（9～10%）當(dāng)前6頁，總共132頁。核酸的水解產(chǎn)物：核酸核苷酸磷酸核苷戊糖含氮堿（堿基）核糖脫氧核糖嘌呤堿嘧啶堿當(dāng)前7頁，總共132頁。2、分子組成堿基(base)：嘌呤堿、嘧啶堿戊糖(ribose)：核糖、脫氧核糖磷酸(phosphate)當(dāng)前8頁，總共132頁。堿基(base)是含氮的雜環(huán)化合物。堿基嘌呤嘧啶腺嘌呤鳥嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中僅存在于RNA中僅存在于DNA中堿基當(dāng)前9頁，總共132頁。嘌呤(purine，Pu)

腺嘌呤(adenine,A)（6－氨基嘌呤）鳥嘌呤(guanine,G)當(dāng)前10頁，總共132頁。嘧啶(pyrimidine)尿嘧啶(uracil,U)(2,4-二氧嘧啶)ONHOHN胸腺嘧啶(thymine,T)（5-甲基尿嘧啶）NHOOCH3HNNN132456胞嘧啶(cytosine,C)(2-氧，4-氨基嘧啶)NHNH2NO當(dāng)前11頁，總共132頁。當(dāng)前12頁，總共132頁。當(dāng)前13頁，總共132頁。當(dāng)前14頁，總共132頁。結(jié)構(gòu)與命名：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

磷酸當(dāng)前15頁，總共132頁。多磷酸核苷酸當(dāng)前16頁，總共132頁。體內(nèi)重要的游離核苷酸及其衍生物含核苷酸的生物活性物質(zhì)：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD等都含有AMP

多磷酸核苷酸：NMP、NDP、NTP

環(huán)化核苷酸:cAMP、cGMPAMPADPATPcAMPNADP+NAD+當(dāng)前17頁，總共132頁。二、DNA是脫氧核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵

連接形成的大分子一個脫氧核苷酸3的羥基與另一個核苷酸5的α-磷酸基團縮合形成磷酸二酯鍵。

多個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵構(gòu)成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸，即DNA鏈。當(dāng)前18頁，總共132頁。5′-末端3′-末端CGA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵當(dāng)前19頁，總共132頁。交替的磷酸基團和戊糖構(gòu)成了DNA骨架(backbone)。DNA鏈的方向是5

→

3當(dāng)前20頁，總共132頁。三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯鍵的線性大分子RNA也是多個核苷酸分子通過酯化反應(yīng)形成的線性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。當(dāng)前21頁，總共132頁。DNA是脫氧核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵

連接形成的大分子;RNA是多個核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵

連接形成的大分子1997NO20A、2002NO20A核酸中核苷酸之間的連接方式是

A．2’，3’磷酸二酯鍵B．3’，5’磷酸二酯鍵C．2’，5’磷酸二酯鍵

D．1’，5’糖苷鍵E．氫鍵當(dāng)前22頁，總共132頁。定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。5′端3′端CGA四、核酸的一級結(jié)構(gòu)是核苷酸的排列順序當(dāng)前23頁，總共132頁。AGP5PTPGPCPTPOH3書寫方法5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3當(dāng)前24頁，總共132頁。核酸分子的大小常用堿基(base或kilobase)數(shù)目來表示。小的核酸片段(<50bp)常被稱為寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的長度可以高達幾十萬個堿基。

當(dāng)前25頁，總共132頁。DNA和RNA的區(qū)別核糖

G、C、A、URNA脫氧核糖

G、C、A、TDNA堿基核糖核酸當(dāng)前26頁，總共132頁。第二節(jié)DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能DimensionalStructureandFunctionofDNA當(dāng)前27頁，總共132頁。當(dāng)前28頁，總共132頁。DNA的空間結(jié)構(gòu)又分為二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)和高級結(jié)構(gòu)。DNA的空間結(jié)構(gòu)(spatialstructure)構(gòu)成DNA的所有原子在三維空間具有確定的相對位置關(guān)系。當(dāng)前29頁，總共132頁。一、DNA的二級結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)當(dāng)前30頁，總共132頁。當(dāng)前31頁，總共132頁。不同生物種屬的DNA的堿基組成不同同一個體的不同器官或組織的DNA堿基組成相同。[A]=[T]，[G]=[C]Chargaff規(guī)則（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景獲得了高質(zhì)量的DNA分子的X射線衍射照片。提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)(doublehelix)模型。當(dāng)前32頁，總共132頁。2007NO164A按照Chargaff規(guī)則,下列關(guān)于DNA堿基的組成的敘述,正確的是A與C的含量相等

B.A+T=G+CC.同一生物體,不同組織的DNA堿基組成不同D.不同生物體來源的DNA,堿基組成不同當(dāng)前33頁，總共132頁。2011NO26A一個DNA分子中，若G所占的摩爾比是32.8%，則A的摩爾比應(yīng)是A．67.2%B．65.6%C．32.8%D．17.2%當(dāng)前34頁，總共132頁。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2.37nm,螺距為3.54nm。（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點1.DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)脫氧核糖和磷酸組成親水性骨架位于雙螺旋外側(cè)，疏水堿基位于內(nèi)側(cè)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面形成了一個大溝和一個小溝。當(dāng)前35頁，總共132頁。當(dāng)前36頁，總共132頁。親水性的骨架位于雙鏈的外側(cè)。疏水性的堿基位于雙鏈的內(nèi)側(cè)。骨架與堿基當(dāng)前37頁，總共132頁。2.DNA雙鏈之間形成了互補堿基對堿基配對關(guān)系稱為互補堿基對(complementarybasepair)。DNA的兩條鏈則互為互補鏈(complementarystrand)。堿基對平面與螺旋軸垂直。當(dāng)前38頁，總共132頁。堿基互補配對:鳥嘌呤/胞嘧啶當(dāng)前39頁，總共132頁。堿基互補配對:腺嘌呤/胸腺嘧啶當(dāng)前40頁，總共132頁。相鄰兩個堿基對會有重疊，產(chǎn)生了疏水性的堿基堆積力(basestackinginteraction)。堿基堆積力和互補堿基對的氫鍵共同維系著DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。3.疏水作用力和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。當(dāng)前41頁，總共132頁。堿基堆積作用力當(dāng)前42頁，總共132頁。2000N021．下列關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述正確的是

A．由兩條完全相同的多核苦酸鏈繞同一中心軸盤旋成雙螺旋

B．一條鏈?zhǔn)亲笫致菪?，另一條鏈為右手螺旋

C．A十G與C十T的比值為1

D．A十T與G十C的比值為1

E．兩條鏈的堿基間以共價鍵相連

當(dāng)前43頁，總共132頁。（三）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性當(dāng)前44頁，總共132頁。旋向螺距(nm)堿基數(shù)（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.3112.5平滑體外脫水B型右手3.4102.3平滑DNA生理條件Z型左手4.5121.8鋸齒型CG序列三種DNA構(gòu)型的比較當(dāng)前45頁，總共132頁。（四）DNA的多鏈螺旋結(jié)構(gòu)在酸性的溶液中，胞嘧啶的N-3原子被質(zhì)子化，可與鳥嘌呤的N-7原子形成氫鍵；同時，胞嘧啶的N-4的氫原子也可與鳥嘌呤的O-6形成氫鍵，這種氫鍵被稱為Hoogsteen氫鍵。

Hoogsteen氫鍵Hoogsteen氫鍵，不破壞Watson-Crick氫鍵，由此形成了C＋GC的三鏈結(jié)構(gòu)(triplex)。當(dāng)前46頁，總共132頁。三鏈結(jié)構(gòu)當(dāng)前47頁，總共132頁。鳥嘌呤之間通過Hoogsteen氫鍵形成特殊的四鏈結(jié)構(gòu)(tetraplex)。四鏈結(jié)構(gòu)當(dāng)前48頁，總共132頁。真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重復(fù)序列，因而自身形成了折疊的四鏈結(jié)構(gòu)。當(dāng)前49頁，總共132頁。二、DNA的高級結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。

正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同。

負超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。

自然界當(dāng)前50頁，總共132頁。當(dāng)前51頁，總共132頁。意義DNA超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓撲學(xué)變化及其調(diào)控對于DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用。當(dāng)前52頁，總共132頁。（一）原核生物DNA的環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)原核生物DNA多為環(huán)狀，以負超螺旋的形式存在，平均每200堿基就有一個負超螺旋形成。當(dāng)前53頁，總共132頁。（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的結(jié)構(gòu)真核生物DNA以非常有序的形式存在于細胞核內(nèi)。在細胞周期的大部分時間里，DNA以松散的染色質(zhì)(chromatin)形式存在，在細胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。

當(dāng)前54頁，總共132頁。DNA染色質(zhì)呈現(xiàn)出的串珠樣結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)的基本單位是核小體(nucleosome)。DNA染色質(zhì)的電鏡圖像當(dāng)前55頁，總共132頁。各兩分子構(gòu)成八聚體的核心組蛋白，DNA雙螺旋纏繞在這一核心上形成核小體的核心顆粒。

DNA：約150bpH1＋60bpDNA連接區(qū)

H2AH2BH3H4組蛋白：(histone)核小體的組成真核生物染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，其基本單位是核小體(nucleosome)。核小體的組成當(dāng)前56頁，總共132頁。核小體串珠樣的結(jié)構(gòu)當(dāng)前57頁，總共132頁。當(dāng)前58頁，總共132頁。雙鏈DNA的折疊和組裝當(dāng)前59頁，總共132頁。DNA經(jīng)過多次折疊，被壓縮了8000～10000倍，組裝在直徑只有為數(shù)微米的細胞核內(nèi)。當(dāng)前60頁，總共132頁。當(dāng)前61頁，總共132頁。真核生物的染色體當(dāng)前62頁，總共132頁。DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個體生命活動的信息基礎(chǔ)?；驈慕Y(jié)構(gòu)上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。三、DNA是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)當(dāng)前63頁，總共132頁。第三節(jié)

RNA的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofRNA當(dāng)前64頁，總共132頁。RNA與蛋白質(zhì)共同負責(zé)基因的表達和表達過程的調(diào)控。RNA通常以單鏈的形式存在，但有復(fù)雜的局部二級結(jié)構(gòu)或三級結(jié)構(gòu)。RNA比DNA小的多。RNA的種類、大小和結(jié)構(gòu)遠比DNA表現(xiàn)出多樣性。當(dāng)前65頁，總共132頁。RNA的種類、分布、功能當(dāng)前66頁，總共132頁。hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNA*mRNA成熟過程

外顯子(exon)hnRNA是mRNA的前體，

由內(nèi)含子(intron)和外顯子(exon)。即氨基酸的編碼區(qū)和非編碼區(qū)一、mRNA是蛋白質(zhì)合成中的模板當(dāng)前67頁，總共132頁。真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點1、5′末端帽結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-mRNA的帽結(jié)構(gòu)可以與帽結(jié)合蛋白(capbindingprotein，CBP)結(jié)合當(dāng)前68頁，總共132頁。加帽過程當(dāng)前69頁，總共132頁。2、3′末端多聚A尾：AAA……An

大多數(shù)真核mRNA的3′末端有一個多聚腺苷酸(polyA)

結(jié)構(gòu)，稱為多聚A尾。多聚A尾結(jié)構(gòu)在細胞內(nèi)與polyA結(jié)合蛋白（polyA-bingprotein，PABP）結(jié)合，每10-20個腺苷酸結(jié)合一個。當(dāng)前70頁，總共132頁。加尾過程當(dāng)前71頁，總共132頁。mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNA的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能當(dāng)前72頁，總共132頁。從AUG開始，每三個核苷酸為一組編碼了一個氨基酸，稱為三聯(lián)體密碼(codon)。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為開放閱讀框(openreadingframe,ORF)，決定了多肽鏈的氨基酸序列。當(dāng)前73頁，總共132頁。mRNA的功能

蛋白質(zhì)合成的直接模板DNAmRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯原核細胞

細胞質(zhì)細胞核DNA內(nèi)含子外顯子轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后剪接轉(zhuǎn)運mRNAhnRNA翻譯蛋白質(zhì)真核細胞

當(dāng)前74頁，總共132頁。二、tRNA是蛋白質(zhì)合成中的氨基酸載體tRNA的一級結(jié)構(gòu)特點核苷酸在74－95之間(分子量最小)

含10~20%稀有堿基，如DHU3′末端為CCA-OH5′末端大多數(shù)為G

具有TC當(dāng)前75頁，總共132頁。（一）tRNA中含有多種稀有堿基當(dāng)前76頁，總共132頁。（二）tRNA具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)tRNA的二級結(jié)構(gòu)——三葉草形氨基酸臂DHU環(huán)反密碼環(huán)TψC環(huán)附加叉接納莖反密碼環(huán)附加叉當(dāng)前77頁，總共132頁。tRNA的反密碼子環(huán)上有一個由三個核苷酸構(gòu)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。tRNA的反密碼子識別mRNA的密碼子當(dāng)前78頁，總共132頁。*tRNA的三級結(jié)構(gòu)——倒L形tRNA的功能轉(zhuǎn)運氨基酸的工具當(dāng)前79頁，總共132頁。核蛋白體RNA(ribosomalRNA，rRNA)是細胞內(nèi)含量最多的RNA(>80％)。rRNA與核蛋白體蛋白結(jié)合組成核蛋白體(ribosome)，為蛋白質(zhì)的合成提供場所。三、以rRNA為組分的核蛋白體是

蛋白質(zhì)合成的場所當(dāng)前80頁，總共132頁。核蛋白體的組成*rRNA的種類（根據(jù)沉降系數(shù)S）原核生物：

16SrRNA；

23SrRNA、5SrRNA真核生物：

18SrRNA；

28SrRNA、5.8SrRNA、5SrRNA當(dāng)前81頁，總共132頁。當(dāng)前82頁，總共132頁。大腸桿菌的核蛋白體當(dāng)前83頁，總共132頁。rRNA的二級結(jié)構(gòu)

——呈花狀rRNA的功能：

參與組成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場所。大腸桿菌16SrRNA的二級結(jié)構(gòu)當(dāng)前84頁，總共132頁。RNA組學(xué)是研究細胞內(nèi)snmRNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。同一生物體內(nèi)不同種類的細胞、同一細胞在不同時空狀態(tài)下snmRNAs表達譜的變化，以及與功能之間的關(guān)系。四、snmRNA參與了基因表達的調(diào)控細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA，統(tǒng)稱為非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)。snmRNAs當(dāng)前85頁，總共132頁。核內(nèi)小RNA核仁小RNA胞質(zhì)小RNA催化性小RNA小片段干涉RNA

參與hnRNA和rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工、轉(zhuǎn)運及基因表達過程的調(diào)控。snmRNAs的種類snmRNAs的功能當(dāng)前86頁，總共132頁。核酶某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。當(dāng)前87頁，總共132頁。siRNA是生物宿主對外源侵入的基因表達的雙鏈RNA進行切割所產(chǎn)生的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(jié)合，并誘發(fā)這些mRNA的降解?；诖藱C理，人們發(fā)明了RNA干擾(RNAinterference，RNAi)技術(shù)。小片段干擾RNA當(dāng)前88頁，總共132頁。原核生物基因表達的特異性五、核酸在真核細胞和原核細胞中表現(xiàn)了不同的時空特性當(dāng)前89頁，總共132頁。真核生物基因表達的特異性當(dāng)前90頁，總共132頁?？偨Y(jié)1、RNA一般特性及與DNA比較RNA一般特性DNA一般特性堿基AGCUAGCT

戊糖β-D-核糖β-D-2脫氧核糖連接鍵3’,5’-磷酸二酯鍵3’,5’-磷酸二酯鍵分子量tRNA=2800（最?。?，mRNA=106rRNA=0.5-1.0ⅹ106>2ⅹ109堿基配對tRNA含稀有堿基最多（占10%-20%）不含稀有堿基，A=TG≡C形狀單鏈，tRNA約75%堿基配對雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)合物

rRNA與核蛋白體結(jié)合組蛋白、魚精蛋白對堿水解敏感（RNA具有較強的酸性）不敏感分布主要在胞漿，核與核仁中豐富主要在核內(nèi)、部分在線粒體當(dāng)前91頁，總共132頁。

2、RNA的種類和功能mRNAtRNArRNA功能合成蛋白質(zhì)模板

轉(zhuǎn)運氨基酸

組成核蛋白體比例占總RNA5%10%-15%>80%(最多)分子量1062800（最?。┎町惔蟆?.5-1.0ⅹ106二級結(jié)構(gòu)單鏈三葉草形花狀結(jié)構(gòu)特點5′帽：

m7GpppN-

3′polyA尾有遺傳密碼半衰期最短（min-h）tRNA含稀有堿基最多（DHU環(huán)、反密碼環(huán)、TψC環(huán)）大、小亞基大：5S/5.8S/28S?。?8S分布胞核、胞液、Mt胞核、胞液、Mt胞核、胞液、Mt當(dāng)前92頁，總共132頁。2001NO143X．下列關(guān)于tRNA三葉草結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是

A．5’端第一個環(huán)是DHU環(huán)B．有一個密碼子環(huán)C．有一個Tψ環(huán)D.3’端具有相同的CCA-OH結(jié)構(gòu)2010NO26．下列選項中．符合tRNA結(jié)構(gòu)特點的是A．5’末端的帽子B．3’末端多聚A尾C.反密碼子D．開放閱讀框當(dāng)前93頁，總共132頁。2011NO27．下列關(guān)于tRNA的敘述，錯誤的是A．分子中含稀有堿基較多B．分子序列中含有遺傳密碼C．tRNA分子具三葉草形二級結(jié)構(gòu)D．所有tRNA的3’末端均為—CCA-OH當(dāng)前94頁，總共132頁。核酸的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四節(jié)當(dāng)前95頁，總共132頁。核酸的酸堿及溶解度性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強的酸性。核酸的高分子性質(zhì)粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA沉降行為:不同構(gòu)象的核酸分子的沉降的速率有很大差異，這是超速離心法提取和純化核酸的理論基礎(chǔ)。核酸的一般理化性質(zhì)當(dāng)前96頁，總共132頁。一、核酸的紫外吸收原因：堿基的共軛雙鍵240～290nm強烈的吸收最大吸收值在260nm附近

（OD260）當(dāng)前97頁，總共132頁。當(dāng)前98頁，總共132頁。DNA或RNA的定量A260=1.0相當(dāng)于50μg/ml雙鏈DNA(dsDNA)40μg/ml單鏈DNA(ssDNAorRNA)20μg/ml寡核苷酸確定樣品中核酸的純度

純

DNA:A260/A280=1.8＞1.8含有RNA污染

純

RNA:A260/A280=2.0＜1.8含有蛋白質(zhì)污染★紫外吸收性質(zhì)-OD260的應(yīng)用當(dāng)前99頁，總共132頁。二、DNA的變性(denaturation)是

雙鏈解離為單鏈的過程定義：在某些理化因素作用下，DNA雙鏈的互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，成為單鏈的現(xiàn)象。方法：過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機溶劑如乙醇、丙酮等。變性后其它理化性質(zhì)變化：

OD260粘度比旋度浮力密度酸堿滴定曲線改變 生物活性喪失當(dāng)前100頁，總共132頁。DNA變性的本質(zhì)：雙鏈間氫鍵的斷裂變性復(fù)性當(dāng)前101頁，總共132頁。部分變性DNA的電鏡圖像當(dāng)前102頁，總共132頁。例：DNA變性引起紫外吸收值增高－增色效應(yīng)DNA的紫外吸收光譜增色效應(yīng)：DNA變性時其溶液OD260增高的現(xiàn)象。應(yīng)用：監(jiān)測DNA雙鏈?zhǔn)欠癜l(fā)生變性的常用指標(biāo)當(dāng)前103頁，總共132頁。解鏈曲線：

如果在連續(xù)加熱DNA的過程中以溫度對A260值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。當(dāng)前104頁，總共132頁。

定義：DNA的熱變性過程中，紫外光吸收值的變化（△A260

）達到最大變化值的一半時所對應(yīng)的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度。

＊Tm值與DNA分子中G+C含量成正比。

Tm=69.3+0.41×（G+C）\(G+C+A+T)×100%小于20bpTm=4（G+C）+2(A+T)解鏈溫度(meltingtemperature,Tm）：當(dāng)前105頁，總共132頁。1998NO20．不同的核酸分子其解鏈溫度（Tm）不同，以下關(guān)于Tm的說法正確的是

A．DNA中GC對比例愈高，Tm愈高B．DNA中AT對比例愈高，Tm愈高

C．核酸愈純，Tm范圍愈大D．核酸分子愈小，Tm范圍愈大

E．Tm較高的核酸常常是RNA

當(dāng)前106頁，總共132頁。2009NO27下列DNA分子中，可以使Tm值達到最高的是：A、腺嘌呤和胸腺嘧啶含量為20%B、腺嘌呤和胸腺嘧啶含量為60%C、鳥嘌呤和胞嘧啶含量為30%D、鳥嘌呤和胞嘧啶含量為50%80、40、30、50當(dāng)前107頁，總共132頁。三、變性的核酸可以復(fù)性或形成雜交雙鏈

DNA復(fù)性(renaturation)的定義在適當(dāng)條件下，變性DNA的兩條互補鏈可恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性。減色效應(yīng)：DNA復(fù)性時，其溶液OD260降低。熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程稱為退火(annealing)

。當(dāng)前108頁，總共132頁。當(dāng)前109頁，總共132頁。當(dāng)前110頁，總共132頁。研究DNA分子中某一種基因的位置鑒定兩種核酸分子間的序列相似性檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否是基因芯片技術(shù)的基礎(chǔ)核酸分子雜交的應(yīng)用當(dāng)前111頁，總共132頁。2005NO24．DNA受熱變性時，出現(xiàn)的現(xiàn)象是

A、多聚核苷酸鏈水解成單核苷酸

B．在260nm波長處的吸光度增加

C．堿基對以共價鍵連

D．溶液黏度增加

E．最大光吸收峰波長發(fā)生轉(zhuǎn)移當(dāng)前112頁，總共132頁。第五節(jié)

核酸酶

Nuclease當(dāng)前113頁，總共132頁。核酸酶

是指所有可以水解核酸的酶依據(jù)底物不同分類

DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：專一降解DNA

RNA酶

(ribonuclease,RNase)：專一降解RNA當(dāng)前114頁，總共132頁。依據(jù)切割部位不同核酸內(nèi)切酶：

限制性核酸內(nèi)切酶非特異性限制性核酸內(nèi)切酶核酸外切酶：

5′→3′核酸外切酶3′→5′核酸外切酶。當(dāng)前115頁，總共132頁。5’5’3’3’外切位點外切位點內(nèi)切位點內(nèi)切位點當(dāng)前116頁，總共132頁。參與DNA的合成與修復(fù)及RNA合成后的剪接等重要基因復(fù)制和基因表達過程負責(zé)清除多余的、結(jié)構(gòu)和功能異常的核酸，同時也可以清除侵入細胞的外源性核酸

降解食物中的核酸體外重組DNA技術(shù)中的重要工具酶細胞內(nèi)外催化核酸的降解

核酸酶的功能

當(dāng)前117頁，總共132頁。

核酶催化性DNA(DNAzyme)

人工合成的寡聚脫氧核苷酸片段，也能序列特異性降解RNA。催化性RNA

(ribozyme)

作為序列特異性的核酸內(nèi)切酶降解mRNA。當(dāng)前118頁，總共132頁。2007NO26．下列關(guān)于ribozyme的敘述，正確的是A．即核酸酶B．本質(zhì)是蛋白質(zhì)C．本質(zhì)是核糖核酸D．其輔酶是輔酶A當(dāng)前119頁，總共132頁。思考題1．試從分子組成、分子結(jié)構(gòu)、功能和存在部位四方面闡述DNA和RNA的區(qū)別。

2.

用32P標(biāo)記的病毒感染細胞后產(chǎn)生有標(biāo)記的后代，而用35S標(biāo)記的病毒感染細胞則不能產(chǎn)生有標(biāo)記的后代，為什么？

當(dāng)前120頁，總共132頁。1、下列哪種堿基只存在于mRNA

而不存在于DNA中

A．腺嘌呤

B．胞嘧啶

C．尿嘧啶

D．鳥嘌呤

E．胸腺嘧啶單選題當(dāng)前121頁，總共132頁。2、通常不存在RNA中，也不存在DNA中的堿基是

A．腺嘌呤

B．黃嘌呤

C．鳥嘌呤

D．胸腺嘧啶

E．尿嘧啶單選題當(dāng)前122頁，總共132頁。3、核酸中核苷酸之間的連接方式是

A．3′,5′－磷酸二酯鍵

B．糖苷鍵

C．2′,3′－磷酸二酯鍵

D．肽鍵

E．2′,5′－磷酸二酯鍵單選題當(dāng)前123頁，總共132頁。4、Watson-CrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點不包括