1第18章核酸第一節(jié)分類和化學(xué)組成

分類第二節(jié)核苷和核苷酸

核苷

化學(xué)組成

核苷酸第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)

一級(jí)結(jié)構(gòu)

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

第四節(jié)核酸的性質(zhì)2第18章核酸

核酸(nucleicacid)由瑞士生物學(xué)家Miescher1869年首先從膿細(xì)胞核中分離得到,當(dāng)時(shí)被稱為核質(zhì)(nuclein),20年后,更名為核酸(nucleicacid)。1944年OswaldAvery證實(shí)脫氧核糖核酸(DNA)是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),1953年Watson和Crick提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，揭開了遺傳的奧秘。第十八章核酸

核酸是控制生物遺傳和支配蛋白質(zhì)合成的模型。沒有核酸，就沒有蛋白質(zhì)。因此，核酸是生命最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)。對(duì)核酸的研究是現(xiàn)代科學(xué)研究領(lǐng)域最吸引人的課題。上頁下頁首頁3第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(一、分類)一、核酸的分類上頁下頁首頁4第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(二、化學(xué)組成)二、核酸的化學(xué)組成核酸分子中所含的主要元素：C、H、O、N、P等其中含磷量為9％－10％。常用含磷量測(cè)定組織中核酸的含量核酸的基本組成單位是核苷酸

上頁下頁首頁5核酸水解后的主要最終產(chǎn)物第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(二、化學(xué)組成)上頁下頁首頁6第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(二、化學(xué)組成)

兩類戊糖的結(jié)構(gòu)及編號(hào)RNA中的D-核糖和DNA中的D-2-脫氧核糖:上頁下頁首頁7第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(二、化學(xué)組成)

兩類堿基的結(jié)構(gòu)及縮寫符號(hào):腺嘌呤(Adenine)

鳥嘌呤(Guanine)胞嘧啶(Cytosine)尿嘧啶(Uracil,inRNA)

胸腺嘧啶(Thymine,inDNA)上頁下頁首頁P(yáng)urine8兩類堿基均可發(fā)生酮式-烯醇式互變:第十八章核酸第一節(jié)核酸的分類和化學(xué)組成(二、化學(xué)組成)生理?xiàng)l件下或酸性、中性介質(zhì)中均以酮式為主。上頁下頁首頁9第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)第二節(jié)核苷和核苷酸

核苷是由D-呋喃核糖C1上的β-苷羥基與嘌呤堿9位或嘧啶堿1位

N

上的氫縮水而成的氮苷。一、核苷(nucleoside)在核苷的結(jié)構(gòu)式中,戊糖上C原子的編號(hào)總是以帶撇數(shù)字表示,以區(qū)別于堿基上原子的編號(hào)。上頁下頁首頁10

脫氧核苷是由D-2-脫氧核糖C1上的β-苷羥基與嘌呤堿9位或嘧啶堿1位

N

上的氫脫水縮合而成的氮苷。第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)上頁下頁首頁11DNA中常見的四種脫氧核苷：第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)胸腺嘧啶脫氧核苷(脫氧胸苷)Thymidine腺嘌呤脫氧核苷(脫氧腺苷)Deoxyadenosine鳥嘌呤脫氧核苷(脫氧鳥苷)Deoxyguanosine胞嘧啶脫氧核苷(脫氧胞苷)Deoxycytidine上頁下頁首頁12第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)RNA中常見的四種核苷：Adenosine腺嘌呤核苷(腺苷)鳥嘌呤核苷(鳥苷)Guanosine胞嘧啶核苷(胞苷)Cytidine尿嘧啶核苷(尿苷)Uridine上頁下頁首頁13第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)核苷的命名

若為核糖:“堿基名”＋“核苷”如腺嘌呤核苷，簡(jiǎn)稱腺苷。若為脫氧核糖:“堿基名”＋”脫氧核苷”如胞嘧啶脫氧核苷,簡(jiǎn)稱脫氧胞苷。腺嘌呤核苷(腺苷)胞嘧啶脫氧核苷(脫氧胞苷)上頁下頁首頁14

氮苷與氧苷一樣對(duì)堿穩(wěn)定，但在強(qiáng)酸性溶液中可水解，生成相應(yīng)的雜環(huán)堿和戊糖。第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(一、核苷)上頁下頁首頁15二、核苷酸（nucleotide）

核苷分子中的核糖或脫氧核糖的3’或5’位的羥基與磷酸形成的酯。生物體內(nèi)大多數(shù)為5’-核苷酸。第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(二、核苷酸)上頁下頁首頁16第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(二、核苷酸)腺苷-5’-磷酸(腺苷酸)(adenosine-5’-phosphate,Adenylicacid)

核苷酸的命名：要包括糖基和堿基的名稱,同時(shí)要標(biāo)出磷酸連在戊糖上的位置?；颍合佘找涣姿?adenosinemonophosphateAMP）上頁下頁首頁17第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(二、核苷酸)脫氧腺苷-3’-磷酸(deoxyadenosine-3’-phosphate)若糖基為脫氧核糖,則要在核苷酸前加“脫氧”二字。上頁下頁首頁18課堂練習(xí)：命名下列化合物.第十八章核酸

第二節(jié)核苷和核苷酸

(二、核苷酸)脫氧胞苷-5’-磷酸(deoxycytidine-5’-phosphate)(脫氧胞苷酸deoxycytidylicacid)上頁下頁首頁19第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)

核酸分子中各種核苷酸排列的順序即為核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)，又稱為核苷酸序列。由于核苷酸間的差別主要是堿基不同，又稱為堿基序列。第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（一、一級(jí)結(jié)構(gòu))上頁下頁首頁20

在核酸分子中，各核苷酸間通過3’、5’-磷酸二酯鍵連接。即一個(gè)核苷酸的3’-羥基與另一個(gè)核苷酸5’-磷酸基形成磷酯鍵，這樣一直延續(xù)下去，形成沒有支鏈的核酸大分子。CAGDNA部分多核苷酸鏈結(jié)構(gòu)上頁下頁首頁21

簡(jiǎn)化式：P表示磷酸、豎線表示戊糖基,堿基(英文首字母)置于豎線之上,斜線表示磷酯鍵。或：5’pApCpGpT-OH3’或：5’ACGT3’CAGT第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（一、一級(jí)結(jié)構(gòu))DNA和RNA書寫規(guī)則:

從5’端到3’端上頁下頁首頁22課堂練習(xí)：命名下列RNA片段.第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（一、一級(jí)結(jié)構(gòu))上頁下頁首頁23二、DNA雙螺旋(doublehelix)結(jié)構(gòu)第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))DNA分子由兩條核苷酸鏈組成。它們沿著一個(gè)共同軸心以反平行走向盤旋成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。

親水的脫氧戊糖基(S)和磷酸基(P)位于雙螺旋的外側(cè)，而堿基朝向內(nèi)側(cè)。一條鏈的堿基與另一條鏈的堿基通過氫鍵結(jié)合成對(duì)。堿基對(duì)的平面與螺旋結(jié)構(gòu)的中心軸垂直。

雙螺旋的外部形成一個(gè)大溝(majorgroove)和一個(gè)小溝(minorgroove),這些溝對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的相互識(shí)別非常重要。大溝小溝上頁下頁首頁24第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))ATGC上頁下頁首頁25第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))模型:DNA中的堿基配對(duì)上頁下頁首頁26第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))

在雙螺旋結(jié)構(gòu)中，雙螺旋直徑為2000pm(2nm)，相鄰兩個(gè)堿基對(duì)平面間的距離為340pm(0.34nm)，每10對(duì)堿基組成一個(gè)螺旋周期，因此雙螺旋的螺距為3400pm(3.4nm)。堿基間的疏水作用可導(dǎo)致堿基堆積，這種堆積力維系著雙螺旋的縱向穩(wěn)定,而維系雙螺旋橫向穩(wěn)定的因素是堿基對(duì)間的氫鍵。上頁下頁首頁27

由堿基互補(bǔ)規(guī)律可知,當(dāng)DNA分子中一條多核苷酸鏈的堿基序列確定后,即可推知另一條互補(bǔ)的多核苷酸鏈的堿基序列。這就決定了DNA在控制遺傳信息從母代傳到子代的高度保真性。在生物領(lǐng)域內(nèi),形形色色的遺傳信息都由DNA中的A、T、G、C四個(gè)堿基的順序決定。能合成有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA所必需的DNA中的核苷酸序列稱為基因(gene)。第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu))DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是DNA分子在水溶液和生理?xiàng)l件下最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),稱為

B-DNA。此外人們還發(fā)現(xiàn)了Z-DNA和A-DNA?？梢娮匀唤鏒NA的存在形式不是單一的。上頁下頁首頁28*三、RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

天然RNA多以單鏈形式存在，但在單鏈的許多區(qū)域可發(fā)生自身回折，在回折區(qū)內(nèi)堿基相互配對(duì)(A-U、G-C)，配對(duì)的多核苷酸鏈(約占40％－70％)形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，不能配對(duì)的堿基則形成突環(huán)(loop)。第十八章核酸

第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)（三、RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介)上頁下頁首頁29第十八章核酸

第四節(jié)核酸的性質(zhì)（一、物理性質(zhì))第四節(jié)核酸的理化性質(zhì)一、物理性質(zhì)DNA為白色纖維狀固體,RNA為白色粉末。均微溶于水,易溶于稀堿溶液,其鈉鹽在水中的溶解度較大。均不溶于乙醇、乙醚、氯仿等一般有機(jī)溶劑,而易溶于2-甲氧基乙醇中。核酸在~260nm有較強(qiáng)吸收(嘌呤、嘧啶的K帶),常用于核酸、核苷酸、核苷及堿基的定量分析。

核酸溶液的粘度比較大，DNA的粘度比RNA更大，這是DNA分子的不對(duì)稱性引起的。上頁下頁首頁30二、酸堿性

核酸分子中既含有磷酸基,又含嘌呤和嘧啶堿,故是兩性化合物，但酸性大于堿性。能與金屬離子成鹽,又能與一些堿性化合物生成復(fù)合物。如與染料結(jié)合從溶液中析出沉淀。第十八章核酸

第四節(jié)核酸的性質(zhì)（二、酸堿性)

核酸在不同的pH值溶液中帶有不同電荷,故可象蛋白質(zhì)一樣,在電場(chǎng)中發(fā)生電泳。遷移的方向和速率與分子的電荷量、分子的大小和分子的形狀有關(guān)。上頁下頁首頁31第十八章核酸

第四節(jié)核酸的性質(zhì)（二、酸堿性)三、變性和復(fù)性

核酸在加熱、酸、堿或乙醇、丙酮、尿素、酰胺等理化因素作用下，分子由穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)松解為無規(guī)則線團(tuán)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱為核酸的變性。變性不破壞核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)，只是破壞堿基間的氫鍵和堆積力。

DNA的變性是可逆的。在適當(dāng)條件下，變性DNA的兩條互補(bǔ)鏈全部或部分恢復(fù)到雙螺旋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱為復(fù)性(renaturation)。上