關(guān)于生物化學(xué)核酸第一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸的發(fā)現(xiàn)：

1868年，瑞士青年科學(xué)家F.Miescher引言：核酸概述從外科繃帶上膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離得到一種含磷較高的酸性物質(zhì)，稱之為核素（nuclein）核素實(shí)質(zhì)是一種核糖核蛋白第二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1944年,OswaldAvery,ColinMacleod和MaclynMcCarty發(fā)現(xiàn)，一種有夾膜、表面光滑、具致病性的肺炎球菌中提取的核酸DNA(deoxyribonucleicacid,脫氧核糖核酸)，可使另一種無(wú)夾膜，表面粗糙、不具致病性的肺炎球菌的遺傳性狀發(fā)生改變，轉(zhuǎn)變?yōu)橛袏A膜，具有致病性的肺炎球菌，且轉(zhuǎn)化率與DNA純度呈正相關(guān)，若將DNA預(yù)先用DNA酶降解，轉(zhuǎn)化就不發(fā)生。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)徹底糾正了蛋白質(zhì)攜帶遺傳信息這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，確立了核酸是遺傳物質(zhì)的重要地位；第三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸的研究歷史：

1889年，Altmann首先制備了不含蛋白的核酸制品并引入“核酸”這一名詞。

20世紀(jì)20年代測(cè)定了核酸的化學(xué)組成，并將核酸分為DNA和RNA。

1943年，E.Chargaff的工作：嘌呤：嘧啶=1：1，由此推理出堿基配對(duì)的理論。

1944年，Avery的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證明遺傳物質(zhì)即為DNA。

1953年，Watson-Crick建立了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

遺傳密碼的闡明、內(nèi)切核酸酶的發(fā)現(xiàn)、核酸的合成與分析技術(shù)、基因重組技術(shù)等的建立形成了分子生物學(xué)的基本完整體系。

第五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物有機(jī)體不可缺少的組成部分。核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對(duì)于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關(guān)。因此，核酸的研究是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。引言：核酸概述第六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二克隆羊-dolly第七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第一節(jié)核酸的種類、分布與功能一、核酸的種類與分布（一）核酸的種類（RNA、DNA、）

核糖核酸（ribonucleicacid-RNA）:轉(zhuǎn)移RNA(transferRNA-tRNA)、信使RNA(messengerRNA-mRNA)、核糖體RNA（ribosomalRNA-rRNA）

小分子細(xì)胞核RNA（snRNA）、染色質(zhì)RNA（chRNA）、反義RNA（antisenseRNA）、雙鏈RNA（dsRNA）、細(xì)胞質(zhì)小RNA（scRNA）、具有催化活性的RNA（ribozyme）、各種病毒RNA功能：三者共同參與遺傳信息的表達(dá)。

脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid-DNA）功能：遺傳信息的載體，負(fù)責(zé)遺傳信息的貯存和發(fā)布。第八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二真核生物原核生物

DNA細(xì)胞核（95%）線粒體、葉綠體（5%）核質(zhì)區(qū)（擬核）

RNA細(xì)胞質(zhì)（75%）線粒體、葉綠體（15%）細(xì)胞核（10%）細(xì)胞質(zhì)（二）核酸的分布第九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、核酸的生物學(xué)功能

（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)1928年，英國(guó)科學(xué)家Griffith發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌使小鼠死亡的原因是引起肺炎。細(xì)菌的毒性是由細(xì)胞表面中的多糖所決定的。第十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、核酸的生物學(xué)功能（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)1944年，O.T.Avery（美）肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),首次證明DNA是細(xì)菌遺傳性狀的轉(zhuǎn)化因子。十年后證明DNA是遺傳物質(zhì)SRS+RS菌體的DNA+RS第十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二轉(zhuǎn)化作用：感受態(tài)的微生物或離體培養(yǎng)的細(xì)胞獲得外源DNA并產(chǎn)生新的形狀特征。第十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)1952年，美國(guó)冷泉港Hershey-Chase噬菌體浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。第十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（二）RNA生物學(xué)功能RNA的功能：1.參與蛋白質(zhì)的合成

rRNA(75-80%)tRNA(10-15%)mRNA(2-5%)2.遺傳物質(zhì)3.具有生物催化劑功能第十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第二節(jié)：核酸的化學(xué)組成一、核酸的元素組成

基本元素：CHONP

核酸的元素組成有兩個(gè)特點(diǎn)：

1.一般不含S。

2.P含量較多，并且恒定（9%-10%）。因此，實(shí)驗(yàn)室中用定磷法進(jìn)行核酸的定量分析。（DNA9.9%、RNA9.5%）第十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二二核酸的分子組成核酸（DNA和RNA）是一種線性多聚核苷酸，它的基本結(jié)構(gòu)單元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸組成,而核苷則由戊糖和堿基形成所以，核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基第十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸（1）組成核酸的堿基

腺嘌呤

鳥(niǎo)嘌呤嘌呤Adenineguanine

A

G9NNNN12346587第十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸（1）組成核酸的堿基

尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶

uracilcytosinethymine

NN654321嘧啶UCTH3C第十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA的堿基組成：AGCTRNA的堿基組成：AGCU第十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸中除了5類基本的堿基外，還有一些含量甚少的堿基，稱為稀有堿基。1．核苷酸組成核酸的稀有堿基NNNNONNNH2O—CH3Im5Chm5CDHU第二十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸堿基的結(jié)構(gòu)特征堿基都具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)特征。嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)均呈平面或接近于平面的結(jié)構(gòu)。堿基的芳香環(huán)與環(huán)外基團(tuán)可以發(fā)生酮式—烯醇式或胺式—亞胺式互變異構(gòu)。第二十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二胺式

亞胺式互變異構(gòu)第二十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二酮式烯醇式互變異構(gòu)已公認(rèn)：氫原子在堿基上有固定的位置第二十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸（2）戊糖組成核酸的戊糖有兩種。DNA所含的戊糖為β-D-2-脫氧核糖；RNA所含的戊糖則為β-D-核糖。第二十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸（3）核苷nucleoside核苷由戊糖和堿基縮合而成，嘌呤的N9或嘧啶的N1與戊糖C-1’-OH以C-N糖苷鍵相連接。dANNNNNH2OHHOHOCH2HHHH9NONOOHOCH2HHHHOHOHU1第二十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二假尿苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷（tRNA）第二十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1．核苷酸（4）核苷酸nucleotide核苷酸是核苷的磷酸酯。作為DNA或RNA結(jié)構(gòu)單元的核苷酸分別是5′-磷酸-脫氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷。第二十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2．核苷酸的衍生物ATP是生物體內(nèi)分布最廣和最重要的一種核苷酸衍生物。它的結(jié)構(gòu)如下：（1）ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)第二十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

(2)GTP(鳥(niǎo)嘌呤核糖核苷三磷酸)第二十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）環(huán)化核苷酸cAMP和cGMPcAMP(3’,5’-環(huán)腺嘌呤核苷一磷酸)和cGMP(3’,5’-環(huán)鳥(niǎo)嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作為細(xì)胞之間傳遞信息的信使。cAMP和cGMP的環(huán)狀磷酯鍵是一個(gè)高能鍵。在pH7.4條件下,cAMP和cGMP的水解能約為43.9kj/mol，比ATP水解能高得多。第三十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）輔酶核苷酸

NAD+NADP+FMNFADCoA第三十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）參與DNA、RNA的合成、蛋白質(zhì)的合成、糖與磷脂的合成。（2）在能量轉(zhuǎn)化中起重要作用，ATP是生物體內(nèi)能量的通用貨幣。（3）是構(gòu)成多種輔酶的成分：NAD、NADP、FAD、FMN和CoA。（4）參與細(xì)胞中的代謝與調(diào)節(jié)（cAMP、cGMP）。3．核苷酸的生物學(xué)作用第三十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二4．多聚核苷酸多聚核苷酸是通過(guò)核苷酸的5’-磷酸基與另一分子核苷酸的C3’-OH形成磷酸二酯鍵相連而成的鏈狀聚合物。由脫氧核糖核苷酸聚合而成的稱為DNA鏈；由核糖核苷酸聚合而成的則稱為RNA鏈。第三十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二NNNNNH2OHOCH2HHHHO—P—O—OOHNNNNNH2

OH

HOCH2HHHH

-O—P=OO第三十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

多聚核苷酸的特點(diǎn)在多聚核苷酸中，兩個(gè)核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵通常稱為3′—5′磷酸二酯鍵。多聚核苷酸鏈一端的C5′帶有一個(gè)自由磷酸基，稱為5′-磷酸端（常用5′-P表示）；另一端C3’帶有自由的羥基，稱為3′-羥基端（常用3′-OH表示）。多聚核苷酸鏈具有方向性，當(dāng)表示一個(gè)多聚核苷酸鏈時(shí)，必須注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。第三十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、DNA的分子結(jié)構(gòu)（一）DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)

1.定義：指DNA分子中多個(gè)脫氧核苷酸的排列順序。即數(shù)目龐大的四種堿基的排列順序。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲(chǔ)的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于DNA分子中四種脫氧核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。

2.DNA的堿基組成（Chargaff定則）：（1）在所有的DNA中，A=T，G=C即A+G=T+C

（2）DNA的堿基組成具有種的特異性，即不同生物物種的DNA具有自己獨(dú)特的堿基組成，但沒(méi)有組織和器官的特異性。

3.DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法：第三節(jié)：核酸的分子結(jié)構(gòu)第三十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示方法：（1）結(jié)構(gòu)式表示法：（2）線條式表示法：（3）字母式表示法：書(shū)與文獻(xiàn)中第三十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA測(cè)序的生物學(xué)意義

DNA是遺傳信息的儲(chǔ)存者和發(fā)布者，遺傳信息是由堿基序列體現(xiàn)的，堿基序列略有改變，即可引起遺傳信息的顯著改變。所以DNA測(cè)序是研究DNA

功能的基礎(chǔ)，非常重要。DNA測(cè)序的實(shí)驗(yàn)方法（20世紀(jì)70年代三大進(jìn)展促進(jìn)了DNA的測(cè)序工作——限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)；改進(jìn)多核苷酸片段的電泳分離法；DNA的克隆技術(shù)）酶法和化學(xué)法（Sanger和Gilbert法）4.DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的研究方法：第三十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA的化學(xué)法測(cè)序片段5’-32P-GCATGCAT-3’待測(cè)DNA片段，經(jīng)特異性切割后：GG+ACC+T3’TACGTACG5’G+A切割后：32P-GC32P-GCAT32P-GCATGC32PG切割后：32P32P-GCATC切割后：32P-G32P-GCATGC+T切割后：32P-G32P-GCA32P-GCATG

32P-GCATGCA第三十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（二）DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)1.定義：

DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)指DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1953年，J.Watson和F.Crick在前人研究工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)DNA纖維和DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜分析及DNA堿基組成的定量分析以及DNA中堿基的物化數(shù)據(jù)測(cè)定，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)。第四十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（二）DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)（1）DNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈(簡(jiǎn)稱DNA單鏈)組成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向?yàn)?′→3′，而另一條鏈的方向?yàn)?′→5′，螺旋結(jié)構(gòu)上有大溝和小溝。第四十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)，彼此以3′-5′磷酸二酯鍵連接，形成DNA分子的骨架。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面與堿基環(huán)平面成90°角。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)第四十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）螺旋橫截面的直徑約為2nm，每條鏈相鄰兩個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm，每10個(gè)核苷酸形成一個(gè)螺旋，其螺矩（即螺旋旋轉(zhuǎn)一圈）高度為3.4nm。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)第四十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)（4）雙螺旋內(nèi)部的堿基按規(guī)則配對(duì)，堿基的相互結(jié)合具有嚴(yán)格的配對(duì)規(guī)律，即腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）結(jié)合，鳥(niǎo)嘌呤（G）與胞嘧啶（C）結(jié)合，這種配對(duì)關(guān)系，稱為堿基互補(bǔ)。A和T之間形成兩個(gè)氫鍵，G與C之間形成三個(gè)氫鍵。雙螺旋的兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)關(guān)系。第四十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出的生物學(xué)意義第一次闡述了遺傳信息的儲(chǔ)存方式及DNA復(fù)制的機(jī)理，以準(zhǔn)確的語(yǔ)言回答了DNA是如何成為遺傳物質(zhì)的。大大推動(dòng)了分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的發(fā)展，被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。第四十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二4．DNA雙螺旋的穩(wěn)定因素DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在生理?xiàng)l件下是很穩(wěn)定的。維持這種穩(wěn)定性的主要因素包括：兩條DNA鏈之間堿基配對(duì)形成的氫鍵和堿基堆積力；另外，存在于DNA分子中的一些弱鍵在維持雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上也起一定的作用。即磷酸基團(tuán)上的負(fù)電荷與介質(zhì)中的陽(yáng)離子間形成的離子鍵及范德華力。改變介質(zhì)條件和環(huán)境溫度，將影響雙螺旋的穩(wěn)定性。第四十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二5．DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的幾種構(gòu)象幾種DNA螺旋結(jié)構(gòu)的參數(shù)類

型

堿基傾角

堿基間距（nm）

每圈堿基數(shù)

螺

距(nm)螺旋直徑（nm）

B-DNA

A-DNAZ-DNA

0-119-209

0.34

0.23

0.38

10

11

123.32-3.4

2.46-2.53

4.56

2.0-2.37

2.55

1.8-1.84C-DNAD-DNAtsDNA

A-DNAB-DNA：在相對(duì)濕度為92%時(shí)的DNA鈉鹽。接近DNA在細(xì)胞中的構(gòu)象。A-DNA：在相對(duì)濕度為75%以下時(shí)的DNA纖維。Z-DNA：左手螺旋（A.Rich的工作）.ts-DNA：三股螺旋(在分子內(nèi)或分子間形成,分子內(nèi)形成時(shí)需要低pH下胞嘧啶質(zhì)子化,故稱H-DNA)第四十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（三）DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)一、定義：DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)指DNA分子（雙螺旋）通過(guò)扭曲和折疊所形成的特定構(gòu)象。包括不同二級(jí)結(jié)構(gòu)單元間、單鏈與二級(jí)結(jié)構(gòu)單元間的相互作用以及DNA的拓?fù)涮卣?。超螺旋是DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)的一種類型。超螺旋即DNA雙螺旋的螺旋。二、環(huán)狀DNA的拓?fù)鋵W(xué)特征：

松弛形解鏈環(huán)形負(fù)超螺旋第五十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.鏈環(huán)數(shù)（linkingnumber）

鏈環(huán)數(shù)指在雙螺旋DNA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數(shù)，以L表示。2.扭轉(zhuǎn)數(shù)（纏繞數(shù)：twistingnumber）

扭轉(zhuǎn)數(shù)是指DNA分子中Watson-Crick的螺旋數(shù)，以T表示。3.超螺旋數(shù)（writhingnumber）以W表示。所以：L=T+W

請(qǐng)看上頁(yè)的例子。

DNA分子具有相同的結(jié)構(gòu)，但L值不同，所以稱它們?yōu)橥負(fù)洚悩?gòu)體。拓?fù)洚悩?gòu)酶能夠催化它們之間的轉(zhuǎn)換。

DNA負(fù)超螺旋易于解鏈，在DNA復(fù)制、重組和轉(zhuǎn)錄等過(guò)程中都需要兩條鏈解開(kāi)，所以負(fù)超螺旋利于這些功能的實(shí)施。第五十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二解鏈環(huán)形L=23T=23W=0松弛環(huán)形L=25T=25W=0負(fù)超螺旋L=23T25W=-2第五十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.比連環(huán)差比連環(huán)差以表示。用它表示DNA的超螺旋程度。

=（L-L0）/L0

L0表示松弛環(huán)形DNA的L值，如在上述超螺旋中，L=23，L0=25所以=-0.08

可以視為DNA的超螺旋密度。天然DNA的超螺旋密度一般在-0.03到-0.09。負(fù)號(hào)表示超螺旋周為左手螺旋。

第五十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（一）RNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)RNA一級(jí)結(jié)構(gòu)研究最多的是tRNA、rRNA以及一些小分子的RNA。組成RNA的核苷酸也是以3′-5′磷酸二酯鍵連接。其中1.tRNA一級(jí)結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：分子量25000左右，大約由70－90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)。5′端多為pG,也有pC。二、RNA的分子結(jié)構(gòu)第五十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二tRNA概述約占總RNA的10-15%。它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息，并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖核蛋白體的作用。已知每一個(gè)氨基酸至少有一個(gè)相應(yīng)的tRNA。tRNA分子的大小很相似，鏈長(zhǎng)一般在73-93個(gè)核苷酸之間。第五十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.mRNA約占總RNA的5%。不同細(xì)胞的mRNA的鏈長(zhǎng)和分子量差異很大。它的功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。第五十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二mRNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)真核：?jiǎn)雾樂(lè)醋印?’-末端有“帽子”、3’-末端有polyA片段和非編碼區(qū)和非編碼區(qū)原核：多順?lè)醋?’-末端無(wú)“帽子”、3’-末端無(wú)polyA片段（病毒除外）有非編碼區(qū)有非編碼區(qū)順?lè)醋樱簃RNA上具有翻譯功能的核苷酸順序。polyA片段：指20-250個(gè)多聚腺苷酸?！懊弊印苯Y(jié)構(gòu)：5’-末端的G被甲基化，通過(guò)焦磷酸與另一個(gè)發(fā)生了核糖上甲基化的核苷酸以5’、5’-磷酸二酯鍵相連。第五十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二極大多數(shù)真核細(xì)胞mRNA在3‘-末端有一段長(zhǎng)約200核苷酸的polyA。polyA是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)polyA聚合酶的作用而添加上去的。原核生物的mRNA一般無(wú)polyA，但某些病毒mBNA也有3’-polyA,polyA可能有多方面功能,與mRNA從細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移有關(guān)；與mRNA的半壽期有關(guān)，新合成的RNA其polyA鏈較長(zhǎng)，而衰老的mRNA，polyA鏈縮短。第五十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二mRNA5’-末端的“帽子”結(jié)構(gòu)

m7G5’ppp5’Np(O型)m7G5’ppp5’NmpNp(I型)m7G5’ppp5’NmpNmpNp(II型)

可能功能：抗核酸酶的水解；與蛋白質(zhì)合成起始有關(guān)；作為mRNA與核糖體40S亞基結(jié)合的信號(hào)。第五十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.rRNA(核糖體RNA)約占全部RNA的80%，是核糖核蛋白體的主要組成部分。rRNA的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)，可分別與mRNA、tRNA作用，催化肽鍵的形成。第六十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二rRNA動(dòng)物細(xì)胞核糖體rRNA有四類：5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SRNA。許多rRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)及由一級(jí)結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出來(lái)的二級(jí)結(jié)構(gòu)都已闡明，但是對(duì)許多rRNA的功能迄今仍不十分清楚。與tRNA不同，rRNA的甲基化多發(fā)生在核糖上。真核生物的rRNA中修飾核苷比原核生物多。第六十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二(二)RNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)RNA是單鏈分子，因此，在RNA分子中，并不遵守堿基種類的數(shù)量比例關(guān)系，即分子中的嘌呤堿基總數(shù)不一定等于嘧啶堿基的總數(shù)。RNA分子中，部分區(qū)域也能形成雙螺旋結(jié)構(gòu)（類似A-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)），不能形成雙螺旋的部分，則形成突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可以形象地稱為“發(fā)夾型”結(jié)構(gòu)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)。第六十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二在RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基的配對(duì)情況不象DNA中嚴(yán)格。G除了可以和C配對(duì)外，也可以和U配對(duì)。G-U配對(duì)形成的氫鍵較弱。不同類型的RNA,其二級(jí)結(jié)構(gòu)有明顯的差異。tRNA中除了常見(jiàn)的堿基外，還存在一些稀有堿基，這類堿基大部分位于突環(huán)部分.第六十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二tRNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)1、tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)大都呈“三葉草”形狀，在結(jié)構(gòu)上具有某些共同之處，一般可將其分為四臂四環(huán)：包括氨基酸接受臂、反密碼（環(huán)）臂、二氫尿嘧啶（環(huán)）臂、TC（環(huán)）臂和可變環(huán)。除了氨基酸接受區(qū)外，其余每個(gè)區(qū)均含有一個(gè)突環(huán)和一個(gè)臂。

第六十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二(1)氨基酸接受區(qū)

包含有tRNA的3’-末端和5’-末端，3’-末端的最后3個(gè)核苷酸殘基都是CCA，A為腺苷酸。氨基酸可與其成酯，該區(qū)在蛋白質(zhì)合成中起攜帶氨基酸的作用。

(2)反密碼區(qū)

與氨基酸接受區(qū)相對(duì)，一般環(huán)中含有7個(gè)核苷酸殘基，臂中含有5對(duì)堿基。其中環(huán)中正中的3個(gè)核苷酸殘基稱為反密碼子。第六十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3)二氫尿嘧啶區(qū)

該區(qū)含有二氫尿嘧啶。環(huán)由8-12個(gè)核苷酸組成，臂由3-4對(duì)堿基組成。

(4)TC區(qū)

該區(qū)與二氫尿嘧啶區(qū)相對(duì)，假尿嘧啶核苷—胸腺嘧啶核糖核苷環(huán)(TC)由7個(gè)核苷酸組成，通過(guò)由5對(duì)堿基組成的雙螺旋區(qū)(TC臂)與tRNA的其余部分相連。除個(gè)別例外，幾乎所有tBNA在此環(huán)中都含有TC

。

(5)可變區(qū)

位于反密碼區(qū)與TC區(qū)之間，不同的tRNA該區(qū)變化較大，一般有3-18個(gè)核苷酸組成。第六十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二假尿苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷（tRNA）第六十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)在三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)上未配對(duì)的堿基由于整個(gè)分子的扭曲而配成對(duì)，目前已知的tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)均為倒L形。第六十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第六十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第七十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、DNA與蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)

生物體內(nèi)的核酸通常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，以核蛋白的形式存在。

DNA分子十分巨大，將它組裝在有限的空間內(nèi)，需要高度組織，用壓縮比來(lái)表示。即：DNA分子長(zhǎng)度與組裝后特定結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度之比稱為壓縮比。1.病毒：病毒顆粒主要由蛋白質(zhì)和核酸（脂質(zhì)、糖類）組成。動(dòng)物病毒主要為DNA病毒，植物病毒主要為RNA病毒。核酸是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)與病毒宿主的專一性有關(guān)，同時(shí)可以保護(hù)核酸免受損傷。第七十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.細(xì)菌的擬核細(xì)菌基因組為雙鏈環(huán)狀DNA，與堿性蛋白和少量RNA結(jié)合，形成突環(huán)結(jié)構(gòu)。其DNA分子的長(zhǎng)度大約是其菌體長(zhǎng)度的1000倍。所以細(xì)菌DNA在細(xì)胞內(nèi)緊密纏繞形成致密的小體，稱為擬核（nucleoid）.3.真核生物的染色體

DNA雙鏈以左手螺旋纏繞在組蛋白形成的八聚體核心上即核小體念珠狀結(jié)構(gòu)核小體鏈進(jìn)一步盤繞、折疊形成染色質(zhì)絲組成突環(huán)玫瑰花結(jié)螺線圈由螺線圈組裝成染色單體。

第七十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二真核生物的染色質(zhì)絲組蛋白八聚體：H2AH2BH3H4各2個(gè)分子從DNA到染色質(zhì)絲，DNA壓縮了近100倍，若從DNA到最后凝縮成染色體，DNA壓縮了近萬(wàn)倍。第七十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第七十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、核酸的一般物理性質(zhì)DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末狀固體，都微溶于水，其鈉鹽在水中的溶解度較大。但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有機(jī)溶劑。（用乙醇從溶液中沉淀核酸）DNA和RNA在細(xì)胞中常以核蛋白形式存在，兩種核蛋白在鹽溶液中的溶解度不同。

DNA核蛋白R(shí)NA核蛋白

0.14mol/LNaCl-+1-2mol/LNaCl+-DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度小得多。核酸發(fā)生變性或降解后其粘度降低。核酸受到強(qiáng)大離心力的作用時(shí)，可從溶液中沉降下來(lái)，其沉降速度與核酸的大小和密度有關(guān)。

第四節(jié)核酸的重要理化性質(zhì)第七十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、核酸的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)與蛋白質(zhì)相似，核酸分子中既含有酸性基團(tuán)（磷酸基）也含有弱堿性基團(tuán)堿基，因而核酸也具有兩性性質(zhì)。由于核酸分子中的磷酸是一個(gè)中等強(qiáng)度的酸，而堿基呈現(xiàn)弱堿性，所以核酸的等電點(diǎn)比較低。（當(dāng)核酸分子內(nèi)的酸性解離和堿性解離相等，本身所帶的正電荷與負(fù)電荷相等時(shí)，此時(shí)核酸溶液的pH值即為核酸的等電點(diǎn)pI）如DNA的等電點(diǎn)為4～4.5，RNA的等電點(diǎn)為2～2.5。核酸在其等電點(diǎn)時(shí)溶解度最小。RNA的等電點(diǎn)比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基2′-OH通過(guò)氫鍵促進(jìn)了磷酸基上質(zhì)子的解離。DNA沒(méi)有這種作用。第七十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、核酸的水解1.核酸的酸解和堿解

核酸分子中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷（降解）。酸對(duì)核酸的作用因酸的濃度、溫度和作用時(shí)間不同而不同。嘌呤堿基比嘧啶堿基易被水解下來(lái)。DNA和RNA對(duì)堿的耐受程度有很大差別。例如，在0.3-1mol/LNaOH溶液中，在室溫至370C條件下RNA幾乎可以完全水解，生成2′-或3′-磷酸核苷；DNA在同樣條件下則不受影響，若加溫至1000C，4個(gè)小時(shí)也可得到小分子的寡聚脫氧核苷酸。這種水解性能上的差別，與RNA核糖基上2′-OH的羥基參與作用有很大的關(guān)系。在RNA水解時(shí)，2′-OH首先進(jìn)攻磷酸基，在斷開(kāi)磷酯鍵的同時(shí)形成環(huán)狀磷酸二酯，再在堿的作用形成水解產(chǎn)物。第七十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、核酸的酶解生物體內(nèi)存在多種核酸水解酶。這些酶可以催化水解多聚核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵。以DNA為底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA為底物的RNA水解酶（RNases）。根據(jù)作用方式又分作兩類：核酸外切酶和核酸內(nèi)切酶。核酸外切酶的作用方式是從多聚核苷酸鏈的一端（3′-端或5′-端）開(kāi)始，逐個(gè)水解切除核苷酸；核酸內(nèi)切酶的作用方式剛好和外切酶相反，它從多聚核苷酸鏈中間開(kāi)始，在某個(gè)位點(diǎn)切斷磷酸二酯鍵。（小球菌核酸酶即可外切又可內(nèi)切）在分子生物學(xué)研究中最有應(yīng)用價(jià)值的是限制性核酸內(nèi)切酶。這種酶可以特異性的水解核酸中某些特定堿基順序部位。第七十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二四、核酸的紫外吸收在核酸分子中，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分定性和定量測(cè)定的依據(jù)。第七十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二五．核酸的變性、復(fù)性與雜交1.核酸的變性（denaturation）與變性因素核酸的變性是指核酸雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過(guò)程。變性核酸將失去其部分或全部的生物活性。核酸的變性并不涉及磷酸二酯鍵的斷裂，所以它的一級(jí)結(jié)構(gòu)(堿基順序)保持不變。能夠引起核酸變性的因素很多。溫度升高、酸堿度改變、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的變性。第八十頁(yè)，共九十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二RNA本身只有局部的雙螺旋區(qū)，所以變性行