核酸化學四年ppt課件

1、( Chemistry of Nucleic Acid) 脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA) 核酸核酸 (nucleic acid) (nucleic acid)真核生物DNADNA或或RNARNA病毒病毒染色體原核生物第一節(jié) 核酸的分子組成 腺嘌呤adenine,A RNA沒有 一、核苷酸nucleotide的組成 堿基 (base)嘌呤、嘧啶 戊糖核糖、脫氧核糖 磷酸 DNA沒有 核苷酸核苷酸 鳥嘌呤guanine,G 胸腺嘧啶thymine,T 胞嘧啶cytosine,C 尿嘧啶uracil,U嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤A鳥嘌呤鳥嘌呤G嘧啶嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶T胞嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶尿嘧啶

2、U 核糖核糖R 脫氧核糖脫氧核糖核苷一磷酸：核苷一磷酸：NMP 組成組成RNARNA的根本單位的根本單位脫氧核苷一磷酸：脫氧核苷一磷酸：dNMP 組成組成DNA的根本單的根本單位位二、核苷酸的構造 糖苷鍵糖苷鍵核苷，核苷， 脫氧核苷脫氧核苷磷酸酯鍵磷酸酯鍵酸酐鍵酸酐鍵 核苷二磷酸：核苷二磷酸：NDPNDP 核苷三磷酸：核苷三磷酸：NTPNTP 脫氧核苷三磷酸：脫氧核苷三磷酸：dNTPdNTP合成合成RNARNA的原料的原料合成合成DNADNA的原料的原料 ATP O OHP O- O O P O- O OP O-OOCH2 OHOHHHHH5NNNNNH2 體內化學能的通用載體體內化學能的通用

3、載體三、核苷酸的功能 l 環(huán)核苷酸環(huán)核苷酸細胞內的信號分子細胞內的信號分子 3, 5-環(huán)化腺苷酸環(huán)化腺苷酸cAMP)OOCH2 OOHHHHH35NNNNNH2O=P OH 3, 5-環(huán)化鳥苷酸環(huán)化鳥苷酸cGMP)OOCH2 OOHHHHH35NNNNOH O=P OHNH2第二節(jié) 核酸的分子構造 一、核酸的一級構造5-末端末端 -P3-末端末端 -OH 5 3 5TAGAG 3 多核苷酸多核苷酸 銜接鍵根本構造鍵銜接鍵根本構造鍵 銜接鍵銜接鍵3-53-5磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 書寫書寫 寡核苷酸寡核苷酸(長度小于長度小于50nt) 堿基序列堿基序列Watson/Crick (1962)二、DN

4、A的二級構造雙螺旋雙螺旋double helix)double helix) 4. 每兩個相鄰堿基對平每兩個相鄰堿基對平面之間距離是面之間距離是0.34nm螺旋每轉一圈的螺距螺旋每轉一圈的螺距為 為3.4nm， ，每個螺距內每個螺距內含 含10個堿基對。個堿基對。4 構造特點：構造特點： 4 1. 兩鏈平行，方向相兩鏈平行，方向相反，右手雙螺旋。反，右手雙螺旋。4 2. 堿基向內，嚴厲配堿基向內，嚴厲配對，兩鏈互補。對，兩鏈互補。 4 A=T, GC4 3. 維系力：維系力：4 堿基堆積力與氫鍵堿基堆積力與氫鍵4 4. 每一螺圈含每一螺圈含10bp4 螺距螺距=3.4nm 小溝小溝大溝大溝蛋白

5、質蛋白質DNA DNA DNADNA雙螺旋構造具多樣性雙螺旋構造具多樣性 A A型型:11bP:11bPB B型型:10bP:10bPZ Z型型: :左手螺旋左手螺旋 三、DNA的三級構造 某些病毒、噬菌體某些病毒、噬菌體 細菌、細菌、 真核線粒體真核線粒體等等 環(huán)狀DNA 超螺旋DNA1.1.超螺旋構造超螺旋構造( DNA superhelix )( DNA superhelix ) 染色體的根本組成單位染色體的根本組成單位2. 2. 核小體核小體nucleosome)nucleosome)中心顆粒中心顆粒146bpDNA+2146bpDNA+2H2A,H2B,H3,H4H2A,H2B,H3

6、,H4銜接銜接DNA(15DNA(1555bp)55bp)H1AAAAAnAAAAAn m7GpppNmp m7GpppNmp5 5帽子帽子7 7甲基鳥苷酸甲基鳥苷酸3 3尾尾polyApolyA 真核生物成熟真核生物成熟mRNAmRNA的構造：的構造：5 53 3 1. 1.信使信使RNARNA messenger RNA, mRNAmessenger RNA, mRNA 特點：種類多、壽命短、含量少特點：種類多、壽命短、含量少 功能：蛋白質合成的直接模板功能：蛋白質合成的直接模板 四、RNA的種類和分子構造 功能：在蛋白質合成中，選擇性轉運氨基功能：在蛋白質合成中，選擇性轉運氨基酸和識別密

7、碼子。酸和識別密碼子。4 特點：4 1. 多數(shù)大小為76nt。4 2. 含715個稀有堿基，大都分布在非配對區(qū)。4 如： DHU雙氫尿嘧啶)、mG、mA等4 3. 3端都有CCA-OH序列，為AA結合部位。4 4. 都具三葉草形二級構造。4 5. 都具倒“L形三級構造。 2. 2. 轉運轉運RNARNAtransfer RNA, tRNAtransfer RNA, tRNA氨基酸臂氨基酸臂 反密碼子反密碼子D環(huán)環(huán) TC環(huán)環(huán) 額外環(huán)額外環(huán)反密碼子環(huán)反密碼子環(huán) 三葉草形二級構造三葉草形二級構造 四臂三環(huán)一叉四臂三環(huán)一叉 倒倒“L型三級構造型三級構造 由大小亞基構成。由大小亞基構成。 原核生物：小亞

8、基含原核生物：小亞基含16SrRNA16SrRNA 大亞基含大亞基含5S5S和和23SrRNA23SrRNA 真核生物：小亞基含真核生物：小亞基含18SrRNA18SrRNA 大亞基含大亞基含5S5S、5.8S5.8S和和28SrRNA 28SrRNA 功能功能: :蛋白質合成的場所蛋白質合成的場所 rRNA rRNA與核蛋白構成核蛋白體核糖體與核蛋白構成核蛋白體核糖體3.3.核蛋白體核蛋白體RNARNAribosomal RNA, rRNAribosomal RNA, rRNA小亞基小亞基大亞基大亞基第三節(jié) 核酸的理化性質 一、普通性質4 具兩性解離性，但酸性較強。具兩性解離性，但酸性較強。

9、4 線性高分子線性高分子4 紫外吸收特征堿基含共軛雙鍵紫外吸收特征堿基含共軛雙鍵4 最高吸收峰：最高吸收峰：260nm 260nm 4 DNA DNA變性：變性： 雙鏈雙鏈DNADNA解鏈構成無規(guī)線團，從而發(fā)生解鏈構成無規(guī)線團，從而發(fā)生性質改動。性質改動。 DNA DNA復性退火：復性退火： 變性變性DNADNA單鏈在適當條件下自發(fā)互補結合，單鏈在適當條件下自發(fā)互補結合，重新構成原來的雙螺旋構造。重新構成原來的雙螺旋構造。 二、變性與復性4變性特征：變性特征：4 氫鍵斷裂；雙螺旋解開成單鏈氫鍵斷裂；雙螺旋解開成單鏈4 紫外吸收紫外吸收260nm) 260nm) 高高( (增增) )色效應色效應4 粘度粘度；沉降速度；沉降速度 4 加熱加熱80 )80 )使使DNADNA變性變性 熱變性熱變性4 使使DNADNA分子變性解鏈到達分子變性解鏈到達50%50%時的溫度稱為解時的溫度稱為解鏈溫度鏈溫度TmTm。 DNA DNA分子越大分子越大TmTm；GCGC數(shù)量越多數(shù)量越多TmTm72 76