核酸結(jié)構(gòu)與功能第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、化學(xué)組成與基本單位核酸(DNA和RNA)核苷酸(基本組成單位）核苷和脫氧核苷磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶核糖脫氧核糖核酸組成

第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日構(gòu)成RNA構(gòu)成DNA戊糖(ribose)(deoxyribose)第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日一、DNA的一級結(jié)構(gòu)DNA的一級結(jié)構(gòu)由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四種脫氧核苷酸通過3’，5’-磷酸二酯鍵按一定順序排列而成的高分子化合物。即：DNA分子中脫氧核苷酸殘基的排列順序（簡稱堿基序列。第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日5′-末端3′-末端CGA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日AGP5PTPGPCPTPOH3核酸分子結(jié)構(gòu)表示方法：5pApCpTpGpCpT-OH

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ACTGCT

3第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行(anti-parallel)。兩條鏈圍繞著同一個螺旋軸形成右手螺旋(right-handed)的結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2.37nm，螺距為3.54nm。脫氧核糖和磷酸基團(tuán)組成的親水性骨架位于雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，疏水的堿基位于內(nèi)側(cè)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面形成了一個大溝(majorgroove)和一個小溝(minorgroove)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型主要內(nèi)容1.DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日堿基互補(bǔ)配對:鳥嘌呤/胞嘧啶第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日堿基互補(bǔ)配對:腺嘌呤/胸腺嘧啶第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日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(bǔ)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。第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、DNA的三級結(jié)構(gòu)與功能超螺旋結(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(fù)超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。

（一）DNA超螺旋第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日（二）染色質(zhì)和核小體真核生物DNA以非常有序的形式存在于細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)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(xì)胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日四、DNA的變性、復(fù)性與分子雜交核酸的酸堿及溶解度性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)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)。核酸的紫外吸收性質(zhì)：A260第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日（一）DNA變性（denaturation)在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。定義DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日增色效應(yīng)(hyperchromiceffect)：DNA變性時其溶液OD260增高的現(xiàn)象。DNA解鏈時的紫外吸收變化第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日（二）DNA的復(fù)性（renaturation）當(dāng)變性條件緩慢地除去后，兩條解離的互補(bǔ)鏈可重新配對，恢復(fù)原來的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一現(xiàn)象稱為DNA復(fù)性(renaturation)。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)。第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日（三）分子雜交（hybridization）不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關(guān)系，在適宜的條件可以在不同的分子間形成雜化雙鏈(heteroduplex)。這種雜化雙鏈可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成。這種現(xiàn)象稱為核酸分子雜交。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日研究DNA分子中某一種基因的位置。監(jiān)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。核酸分子雜交的應(yīng)用第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日RNA的種類、分布、功能第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日帽子結(jié)構(gòu):m7GpppNm大部分真核細(xì)胞mRNA的5‘末端都以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷為起始結(jié)構(gòu)，3‘末端有多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日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尾的功能第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日tRNA具有局部的莖環(huán)(stem-loop)結(jié)構(gòu)或發(fā)卡(hairpin)結(jié)構(gòu)。2、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)附加叉第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日tRNA的倒L三級結(jié)構(gòu)第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日核蛋白體RNA(ribosomalRNA，rRNA)是細(xì)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，又稱核糖體)，為蛋白質(zhì)的合成提供場所。三、核蛋白體RNA（rRN