核酸化學(xué)

（Chemistryofnucleicacid）DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）mRNA（信使RNA）tRNA（轉(zhuǎn)移RNA）rRNA（核糖體RNA）核酸主要組成元素：C、H、O、N、P（9%~10%）第一節(jié)核酸的分子組成一、核酸的基本組成單位：核苷酸

核苷酸的組成成分：磷酸、戊糖、堿基1.磷酸2.戊糖（五碳糖）組成RNA組成DNA3.堿基嘌呤堿腺嘌呤(A)嘧啶堿胞嘧啶(C)鳥嘌呤(G)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)存在于DNA和RNA僅在RNA主要在DNA稀有堿基oHNH2H3C5-甲基胞嘧啶NH2oHCH3+7-甲基鳥嘌呤由常見堿基經(jīng)化學(xué)修飾轉(zhuǎn)變而來DNA和RNA的組成比較二、核苷酸的結(jié)構(gòu)堿基戊糖磷酸核苷核苷酸磷酸通常連在糖的第5位碳原子上堿基連在糖第1位碳原子上1.

核苷=堿基+戊糖糖苷鍵2.核苷酸=核苷+磷酸核苷核苷酸糖苷鍵磷酸酯鍵一磷酸核苷、一磷酸脫氧核苷一磷酸、二磷酸或三磷酸腺苷

(AMP/ADP/ATP)β,γ:磷酸酐鍵，高能鍵M-單mono-D-二di-T-三tri-二磷酸（脫氧）核苷、三磷酸（脫氧）核苷4.環(huán)核苷酸cAMP（環(huán)腺苷酸）cGMP（環(huán)鳥苷酸）“第二信使”關(guān)于核酸分子組成，下列正確的是A.組成核酸的基本單位是三磷酸核苷B.組成DNA和RNA的戊糖相同C.組成DNA和RNA的堿基相同D.堿基和戊糖之間以糖苷鍵相連E.戊糖和磷酸之間以氫鍵相連課堂練習(xí)第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)（脫氧）核苷酸之間的連接：3

,5

-磷酸二酯鍵5′-端3′-端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵交替的磷酸基團(tuán)和戊糖構(gòu)成DNA的骨架。核酸鏈方向：5

→3

定義：核酸中核苷酸的序列，也稱堿基序列。主鍵：3

,5

-磷酸二酯鍵方向：5(磷酸基末端)

→3(羥基末端)

一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)寡聚核苷酸：<50個(gè)核苷酸多聚核苷酸：>50個(gè)核苷酸DNA大?。篵asepair(bp)或kilobasepare(kb)RNA大?。簄ucleotide(nt)5′

pGpCpApTpT-OH

3′5′GCATT3′OH5′3′PPPPP

GCATT核酸的書寫方式：GCATT常用二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)1.DNA的堿基組成規(guī)律——Chargaff規(guī)則

DNA堿基組成存在種屬差異；

同一個(gè)體不同組織DNA堿基組成相同；

A=T，G=C，即A+G=T+C（G）（C）（A）（T）2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（B型-DNA）要點(diǎn)（doublehelixmodel）右雙螺旋，反向平行主鏈在外，堿基在內(nèi)堿基互補(bǔ)，氫鍵維系（A=T，G≡C）穩(wěn)定因素：氫鍵（橫向）堿基堆積力（縱向）大溝、小溝直徑2nm，螺距3.4nm，10bp/圈5’3’3’5’大溝小溝第五章核酸化學(xué)24磷酸戊糖主鏈磷酸戊糖主鏈堿基側(cè)鏈在內(nèi)A－DNAZ－DNA3.其他二級(jí)結(jié)構(gòu)（自學(xué)了解）

粗短型骨架平滑細(xì)長型骨架呈鋸齒狀三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)（一）超螺旋結(jié)構(gòu)正超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同。負(fù)超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。共價(jià)閉合的環(huán)狀雙螺旋超螺旋染色質(zhì)基本組成單位——核小體DNA成分

蛋白質(zhì)成分：

組蛋白八聚體：H2A(x2),H2B(x2),H3(x2),H4(x2)；組蛋白H1結(jié)合在DNA連接段與核小體的進(jìn)出口處三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)（二）染色體結(jié)構(gòu)雙鏈DNA折疊組裝形成致密有序的染色體

第一次折疊第二次折疊第三次折疊第四次折疊形成染色體雙鏈DNA核小體構(gòu)成染色質(zhì)纖維空管染色質(zhì)纖維關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)，下列錯(cuò)誤的是A.一級(jí)結(jié)構(gòu)指分子中核糖核苷酸的排列順序B.兩條多核苷酸鏈互相平行，方向相反C.兩條鏈圍繞同一中心軸形成雙螺旋D.磷酸和脫氧核糖在外側(cè)，堿基在內(nèi)E.二級(jí)結(jié)構(gòu)主要穩(wěn)定因素有氫鍵和堿基堆砌力課堂練習(xí)四、RNA的種類和分子結(jié)構(gòu)RNA通常以單鏈存在，局部形成雙鏈結(jié)構(gòu)。（非Watson-Crick配對(duì)）（莖-環(huán)結(jié)構(gòu)、發(fā)夾結(jié)構(gòu)）

功能：傳遞遺傳信息，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

mRNA的特點(diǎn)：

①

種類多，含量少，壽命短，長度差異大。

②

真核生物mRNA帶帽拖尾：

5′-端：m7GpppN

帽結(jié)構(gòu)；

3′-端：多聚A尾

(polyA)

。

1.信使RNA（mRNA）5′3′m7Gppp

AUGGUG………….

UAAAAAAAAAA…An

5′帽結(jié)構(gòu)遺傳密碼3′polyA尾2.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）功能：搬運(yùn)氨基酸，解讀遺傳密碼。

tRNA一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單鏈小分子（73~93nt）；含較多稀有堿基；3′端為CCA-OH（氨基酸結(jié)合部位）。tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草形氨基酸臂：連接氨基酸，3′末端為CCA-OH，反密碼環(huán)：與mRNA的密碼子互補(bǔ)配對(duì)DHU環(huán)TφC環(huán)（“四臂三環(huán)”）tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L形氨基酸臂（連接氨基酸）反密碼環(huán)（與密碼子配對(duì)）功能：與核糖體蛋白形成核糖體（蛋白質(zhì)合成場所）。特點(diǎn)：含量多、壽命長、種類少。

3.核糖體RNA（rRNA）核糖體由大、小亞基組成70S80S50S30S60S40S33蛋白質(zhì)23SRNA5SRNA21蛋白質(zhì)16SRNA49蛋白質(zhì)28SRNA5.8SRNA5SRNA33蛋白質(zhì)18SRNA原核生物真核生物大亞基小亞基大亞基小亞基蛋白質(zhì)生物合成示意圖mRNA核糖體氨基酸t(yī)RNA第五章核酸化學(xué)4.其他非編碼RNA（了解）非編碼小RNA核內(nèi)小RNA（snRNA）胞質(zhì)小RNA（scRNA）核酶小干擾RNA（siRNA）長鏈非編碼RNA下列說法錯(cuò)誤的是A.tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)通常為三葉草形B.真核生物mRNA的5′

端有多聚A尾C.-CCA-OH序列位于tRNA的3′

端D.tRNA分子中含較多的稀有堿基E.rRNA是蛋白質(zhì)合成“裝配機(jī)”的組成成分課堂練習(xí)第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)一、核酸的紫外吸收

最大吸收峰：260nm

利用此性質(zhì)可計(jì)算溶液中核酸的含量及判斷核酸樣本的純度。二、核酸的變性、復(fù)性與雜交1.變性（又稱熔解）：

在一定條件下（高溫、酸堿、有機(jī)溶劑等），核酸雙鏈堿基對(duì)之間氫鍵斷裂，局部或完全解離成兩條單鏈。

變性后核酸性質(zhì)的改變：增色效應(yīng)（紫外吸收A260增強(qiáng)）

黏度下降

沉降速度加快GC含量越高，Tm值越高解鏈溫度（Tm）：Tm使雙鏈DNA解鏈度達(dá)到50%所需溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱變性溫度、熔點(diǎn)（Tm）。2.復(fù)性（又稱退火）：緩慢降溫可使熱變性的兩條互補(bǔ)單鏈重新形成雙鏈結(jié)構(gòu)。減色效應(yīng)：紫外吸收A260減小。3.雜交不同來源單鏈核酸的退火稱為雜交。

只要其中具有互補(bǔ)性，就可形成雜交雙鏈。DNA/DNADNA/RNARNA/RNA研究DNA中某一基因的位置。鑒定核酸的序列相似性。檢測特定序列在待檢樣品中存在與否。核酸雜交技術(shù)是芯片技術(shù)的基礎(chǔ)。核酸雜交技術(shù)的應(yīng)用原位雜交：標(biāo)記特定序列核酸為探針，與細(xì)胞切片進(jìn)行雜交，對(duì)特定核酸序列精確定量定位。第五章核酸化學(xué)46變性核酸的理化性質(zhì)改變不包括A.紫外吸收增加B.磷酸二酯鍵斷裂C.

氫鍵斷裂D.黏度降低課堂練習(xí)蛋白質(zhì)變性分子對(duì)稱性降低黏度增加DNA變性分子對(duì)稱性增加黏度降低堿基、核苷酸和核酸具有強(qiáng)烈的紫外吸收（A260），可用來鑒定和量化DNA或RNA。一條雙鏈DNA可以解離成為兩條互補(bǔ)的單鏈DNA，即變性。衡量雙鏈DNA穩(wěn)定性可以用解鏈溫度。去除變性條件后，兩條互補(bǔ)的單鏈DNA可以重新形成一條雙鏈DNA，即