核酸結構功能

1、關于核酸的結構功能第一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 一. 核酸的發(fā)現和研究工作進展 1868年 Fridrich Miescher從膿細胞中提取“核素” 1944年 Avery等人證實DNA是遺傳物質1952年赫爾希噬菌體實驗證實DNA是遺傳物質，1969諾貝爾獎 1953年 Watson和Crick發(fā)現DNA的雙螺旋結構1968年 Nirenberg發(fā)現遺傳密碼1975年 Temin和Baltimore發(fā)現逆轉錄酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年 Mullis發(fā)明PCR技術1990年 美國啟動人類基因組計劃(HGP) 1994年 中國人類

2、基因組計劃啟動2001年美、英等國完成人類基因組計劃基本框架第二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Friedrich Miescher (1844-1895) In 1869, Friedrich Miescher, a surgeon discovered the nucleic acid that exis in pus cell. The work was done in the laboratory of Felix Hoppe-Seyler. He died in Davos on the August 26th, 1895. 第三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022

3、年6月英國微生物學家格里菲斯肺炎雙球菌實驗 第四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Oswald Avery（18771955）非致病肺炎球菌致病肺炎球菌rough pneumococcussmooth pneumococcus第五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1952年，赫爾希證明了進入細菌細胞的是噬菌體的核酸第六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核 酸(nucleic acid) 是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。第七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸的分類及分布 (deoxyribonucleic acid,

4、DNA)(ribonucleic acid, RNA)脫氧核糖核酸 核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細胞和個體的基因型(genotype)。參與細胞內DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。 90%以上分布于細胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質粒等。分布于胞核、胞液。第八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié)核酸的組成及一級結構The Component and Structure of Nucleic Acid第九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、核酸的元素組成C、H、O、N、P（9-10%）核酸的元素組成有兩個特點： 1). 一般不含S 2

5、). P含量較多，并且恒定（9%-10%） 因此，實驗室中用定磷法進行核酸的定量分析。（DNA9.9% 、RNA9.5%）第十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基水解二、核苷酸第十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核 酸代表戊糖，對DNA而言為脫氧核糖，對RNA而言為核糖； 代表堿基 代表磷酸基核苷酸第十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤(purine) 腺嘌呤(adenine, A)鳥嘌呤(guanine, G)堿 基第十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,

6、C)尿嘧啶(uracil, U)胸腺嘧啶(thymine, T)第十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月稀有堿基嘌呤次黃嘌呤、1-甲基次黃嘌呤、N2、N2-二甲基鳥嘌呤。嘧啶5-甲基胞嘧啶、5-羥甲基胞嘧啶、二氫尿嘧啶、4-巰尿嘧啶都是基本堿基的化學修飾型(甲基化)。第十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月鳥嘌呤次黃嘌呤1-甲基次黃嘌呤第十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 胞嘧啶（C）CH35-甲基胞嘧啶第十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月戊 糖12345核糖(ribose) 脫氧核糖(deoxyribose)第十八張，PPT共一百三十七

7、頁，創(chuàng)作于2022年6月NONO尿苷11OHOCH2H HHHOH OH23451脫氧腺苷9NNNNNH2OH HOHOCH2H HHH2345核苷 戊糖與嘧啶或嘌呤堿以C-N糖苷鍵連接而形成的糖苷就稱為核苷，通常是戊糖的C1與嘧啶堿的N1或嘌呤堿的N9相連接。第十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷：A, G, U, C脫氧核苷：dA, dG, dT, dC第二十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脫氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷酸核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。

8、 第二十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸磷酸堿基戊糖第二十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月OOHOHOHHOCH2H2OH2O堿基磷酸戊糖糖苷鍵酯鍵第二十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月12345酯 鍵（對DNA為H）堿基連接（糖苷鍵）第二十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5端3端三、核苷酸的連接方式 核苷酸之間以3 ,5 磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CGA第二十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月多聚核苷酸是通過一個核苷酸的C3-OH 與另一分子核苷酸的5-磷酸基形成3,5-磷酸二酯鍵相連而成的鏈狀聚

9、合物。5533第二十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月多聚核苷酸鏈具有方向性，當表示一個多聚核苷酸鏈時，必須注明它的方向是53或是35。5-磷酸端（常用5-P表示）；3-羥基端（常用3-OH表示）第二十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、核酸的一級結構定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。5端3端CGA第三十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸一級結構的表示方法結構式/線條式/字母式（1）結構式（堿基

10、用單字母表示）第三十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月戊糖3-OH5-磷酸PA核苷酸53首端末端PPPPPP A G C T G C OH（2）線條式（堿基用單字母表示 磷酸基團用P表示）第三十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）字母式（單字母ATGC在式中表示脫氧核苷，省略d）5 T G C A C 3 第三十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四、真核細胞染色質DNA與原核生物DNA的一級結構特點第三十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細胞DNA特點：（1）重復順序： 1）高度重復序列 2）中度重復序列 3）單一序列（單順反子）

11、 一條mRNA鏈上有一個編碼區(qū)（2）間隔順序與插入順序（3）回文結構第三十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月原核生物DNA特點（1）基因重疊（2）多順反子，一條mRNA鏈上有多個編碼區(qū)（3）基因連續(xù)第三十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié)DNA的空間結構與功能Dimensional Structure and Function of DNA第三十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的二級結構-雙螺旋結構DNA雙螺旋結構的研究背景和歷史意義DNA雙螺旋結構模型要點DNA的超螺旋結構及其在染色

12、質中的組裝DNA的超螺旋結構原核生物DNA的高級結構DNA在真核生物細胞核內的組裝DNA的功能第三十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的堿基組成特點Chargaff定律1.所有DNA中,A=T,C=G(摩爾數);即A+G=C+T2.不同生物種屬的堿基組成不同(即具有種屬特異性)3.同一個體,不同器官不同組織的DNA具有相同的堿基組成(沒有組織器官的特異性)4.DNA的堿基組成不隨年齡,營養(yǎng)狀況及環(huán)境的改變而改變.(一)DNA雙螺旋結構的研究背景第四十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 堿基組成分析Chargaff 規(guī)則：A = TG C 堿基的理化數據分析A-T

13、、G-C以氫鍵配對較合理 DNA纖維的X-線衍射圖譜分析 目 錄第四十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的二級結構雙螺旋結構第四十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的二級結構（雙螺旋）DNA的二級結構指DNA的雙螺旋結構。第四十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 Maurice Wilkins Rosalind FranklinX衍射DNA照片x-ray diffration of wet DNA showing the B form double helix taken by Rosa

14、lind Franklin第四十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二） DNA雙螺旋結構模型要點 （Watson, Crick, 1953）DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，兩鏈以-脫氧核糖-磷酸-為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤。螺旋直徑為2nm，形成大溝(major groove)及小溝(minor groove)相間。目 錄第四十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月計算機模擬DNA雙螺旋結構（藍色）大溝中結合著肽（紅色） 雙螺旋中的大溝對于DNA和蛋白質結合時的相互識別很重要 ，在

15、溝內可以辨認堿基的順序。第四十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二） DNA雙螺旋結構模型要點 （Watson, Crick, 1953）堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內側，與對側堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T; GC） 。相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。目 錄第四十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月堿基互補配對 TAGC第五十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 第五十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二） DNA雙螺旋結構模型要點 （Watson, Crick, 1953）氫鍵維持雙鏈橫向穩(wěn)定性，

16、堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。目 錄第五十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月雙螺旋結構的穩(wěn)定因素DNA雙螺旋在生理狀態(tài)下十分穩(wěn)定，結構不發(fā)生變化。穩(wěn)定DNA雙螺旋結構的主要作用力1、堿基堆積力（主要因素） 是雙螺旋中垂直方向的作用力 2、氫鍵 為雙螺旋中水平方向的作用力3、離子鍵 磷酸基團上的負電荷與介質中的陽離子或陽離子化合物之間所形成的鹽鍵 。第五十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）DNA雙螺旋結構的多樣性目 錄第五十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月雙螺旋DNA的結構參數類型旋轉方向螺旋

17、直徑（nm）螺距（nm）每轉堿基對數目堿基對間垂直距離（nm）堿基對與水平面傾角ADNABDNACDNA右右右2.02.31.82.83.44.511109.30.2550.340.3322007很多研究證明，DNA不僅可以是雙螺旋，也可以是三螺旋，還可以是各種各樣甚至千奇百怪的折疊彎曲。 第五十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA雙螺旋結構： DNA，雙螺旋，正反向，互補鏈。AT2，GC3，配對時，靠氫鍵，十堿基，轉一圈，螺距34點中間。堿基力和氫鍵，維持螺旋結構堅。第五十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的多螺旋結構-H-DNA第五十八張，PPT共一百

18、三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的三級結構定義:DNA雙螺旋的進一步扭曲或再次螺旋構成三級結構，超螺旋是三級結構的一種形式. 原核 雙鏈環(huán)狀DNA（dcDNA） 病毒 單鏈環(huán)狀DNA（scDNA） 單鏈線性DNA（ssDNA） 第五十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.原核生物DNA的高級結構第六十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2.DNA在真核生物細胞核內的組裝真核生物染色體由DNA和蛋白質構成，其基本單位是 核小體(nucleosome)。核小體的組成DNA：約200bp 組蛋白：H1H2A，H2BH3H4第六十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年

19、6月第六十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細胞染色體的DNA念珠狀（線形）三級結構第六十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2A組蛋白H1 DNA 60bp -連接區(qū)組蛋白H2B3428聚體DNA 145bp核小體串珠樣結構 （7倍）空心螺線管 （6倍）超級螺線管 （40倍）進一步螺旋盤旋染色單體（5倍）61201.7米長的DNA雙螺旋經8400倍壓縮，生成46個染色單體（長約200nm的超螺旋結構）儲存于細胞核中。真核生物核小體染色單體第六十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十六張，PPT

20、共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎。又具有調控其他基因表達活性的功能?；驈慕Y構上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。 第六十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月基因座等位基因復等位基因純合雜合基因組第六十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 第三節(jié) RNA的結構與功能Structure and Function of RNA第七十張，PPT共

21、一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA和RNA的異同點相同點:1.都是由許多單核苷酸組成的多核苷酸鏈;2.核苷酸之間也是以3,5磷酸二酯鍵相連接,也具有方向性;第七十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月不同點: 1.RNA分子中的戊糖是核糖,DNA是脫氧核糖; 2.RNA分子中的堿基組成是A,G,C,U;而DNA分子中是A,G,C,T 3.RNA分子常常以單鏈形式存在,而DNA分子一般以雙鏈形式存在; 4.RNA分子要比DNA要小的多 第七十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA的種類、分布、功能第七十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、信使RNA

22、的結構與功能概況： 1)是合成蛋白質的模板,它種類多,含量少,僅占RNA總量的3-5%。mRNA的組成單位A，G，C，U4種堿基構成的4種單核苷酸，即AMP，GMP，CMP和UMP。它們按照一定的順序通過磷酸二酯鍵相連形成的一條多核苷酸鏈。第七十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2).真核生物的mRNA是由它的前體不均一核RNA(hnRNA)在細胞核內經過剪切而成并移位到細胞質中。成熟的mRNA由編碼區(qū)和非編碼區(qū)組成的。(編碼區(qū)是指能夠指導Pro生物合成的有用序列，而非編碼區(qū)是指不能指導Pro生物合成的無用序列)第七十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物基因是

23、斷裂基因(splite gene)CABDIntron內含子ABCD為外顯子,exon真核生物結構基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質，這些基因稱為斷裂基因。 人類基因組計劃(HGP)第七十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月hnRNA 內含子(intron)mRNA * mRNA成熟過程 外顯子(exon)目 錄第七十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月* mRNA結構特點1. 大多數真核mRNA的5末端有一個特殊的結構-帽子結構：7-甲基鳥苷三磷酸（m7GpppN ）。2. 大多數真核m

24、RNA的3末端有一個多聚腺苷酸(polyA)結構，稱為多聚A尾。(長度多為40-200個左右)第七十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月帽子結構第七十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月mRNA核內向胞質的轉位mRNA的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調控 帽子結構和多聚A尾的功能第八十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3.真核生物mRNA的二級結構沒有共同規(guī)律性,它本身可以多處折疊,形成局部雙螺旋區(qū)或發(fā)夾結構;第八十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 這種由單鏈自身折疊形成的結構稱為莖環(huán)結構。莖環(huán)結構是各種RNA的共同的二級結構特征。第八十二張，PPT共

25、一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.真核生物核內mRNA的初級轉錄本含有內含子,要經過一系列的加工,修飾及剪切,去除內含子,拼接外顯子,變?yōu)槌墒斓膍RNA.第八十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Pop-up question in 10 seconds真核生物mRNA加工過程中被剪切的片段是ExonIntron第八十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月* mRNA的功能 把DNA所攜帶的遺傳信息，按堿基互補配對原則，抄錄并傳送至核糖體，用以決定其合成蛋白質的氨基酸排列順序。DNAmRNA蛋白轉錄翻譯原核細胞 細胞質細胞核DNA內含子外顯子轉錄轉錄后剪接轉運mRNA

26、hnRNA翻譯蛋白真核細胞 第八十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月mRNA分子中每三個相鄰的核苷酸組成一組，在Pr翻譯合成時代表一個特定的AA，這種核苷酸三聯體稱為密碼，又叫三聯體密碼或遺傳密碼。 密碼（coden）： 64個密碼 代表20種編碼氨基酸（61個）起始密碼1個（AUG)終止密碼3個（UAA、UAG、UGA）6個密碼的有：Leu、Arg、Ser4個密碼的有：Val、Pro、Thr、Ala、Gly3個密碼的有：Ile、Tyr2個密碼的有：Phe、His、Cys、Lys、Glu、Gln、Asp、Asn1個密碼的有：AUG（Met）、Trp第八十六張，PPT共一百三十七頁

27、，創(chuàng)作于2022年6月第八十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的一級結構特點1.tRNA是分子最(7090個核苷酸）2. 含 1020% 稀有堿基，如 DHU, T(假尿嘧啶)3. 3末端為 CCA-OH4. 5末端大多數為G2、轉運RNA的結構與功能第八十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月N,N二甲基鳥嘌呤N6-異戊烯腺嘌呤雙氫尿嘧啶4-巰尿嘧啶 稀有堿基 第八十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月* tRNA的二級結構三葉草形 氨基酸臂 DHU環(huán) 反密碼環(huán) 額外環(huán) TC環(huán)氨基酸臂額外環(huán)第九十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1)氨

28、基酸接受莖:由3端5-11位核苷酸與5端1-7位核苷酸形成一個螺旋區(qū)2)DHU環(huán):由8-12個核苷酸組成3) T環(huán):由7個核苷酸組成4)反密碼環(huán):由7個核苷酸組成,處于中間的3個堿基稱為反密碼子,與三聯體密碼相配對5)可變環(huán)(額外環(huán)):堿基種類和數量都高度可變,318個不等,富含稀有堿基.是RNA分類的重要指標第九十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月反密碼環(huán)上有由三個堿基組成的反密碼子，與mRNA上某個三聯體密碼反向作堿基互補，是準確合成多肽鏈的重要因素5353UACAUGTyrmRNA第九十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月* tRNA的三級結構 倒L形第九十三張

29、，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的“倒L”型三級結構第九十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 tRNA的功能 活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質的翻譯。tRNATyr: 可以和Tyr結合的tRNATyr-tRNATyr : 結合了Tyr的tRNA 第九十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、核蛋白體RNA的結構與功能 核糖體RNA（ribosomal RNA，rRNA）， 是細胞內含量最多的RNA，約占RNA總量的80%以上。rRNA與核蛋白體蛋白共同構成核糖體（ribosome）rRNA的功能rRNA不能單獨發(fā)揮作用，而必須先與多種蛋白質（核

30、蛋白體蛋白）組裝成核蛋白體（又稱核糖體），才能成為多肽鏈合成的場所第九十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 rRNA的分子結構基本上都是由部分雙螺旋與部分突環(huán)相間排列而成。16S rRNA二級結構第九十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月* rRNA的種類（根據沉降系數S）真核生物5S rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNA顆粒在單位離心力場中粒子移動的速度。 第九十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核蛋白體的組成原核生物（以大

31、腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.85S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質31種占總重量的30%49種占總重量的35%第一百張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4、其他小分子RNA及RNA組學除了上述三種RNA外，細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA，統(tǒng)稱為非mRNA小RNA(small non-messenger RNAs, snmRNAs)。 snmRNA

32、s第一百零一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月snmRNAs的種類核內小RNA核仁小RNA胞質小RNA催化性小RNA（核酶：ribozyme）小片段干擾RNA（SiRNA） snmRNAs的功能參與hnRNA和rRNA的加工和轉運以及基因的表達調控。第一百零二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA組學研究細胞中snmRNAs的種類、結構和功能。同一生物體內不同種類的細胞、同一細胞在不同時間、不同狀態(tài)下snmRNAs的表達具有時間和空間特異性。 RNA組學第一百零三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸的理化性質、變性和復性及其應用The Physical

33、and Chemical Characters of Nucleic Acid第 四 節(jié)目 錄第一百零四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、核酸的一般理化性質1、為兩性電解質，通常表現為酸性(P)。2、DNA粘度大，RNA粘度?。ǚ肿哟笮〔煌?。3、DNA和RNA均微溶于水，不溶于有機溶劑。4、紫外吸收:核酸在紫外波260nm有一最大吸收峰(是由堿基的共軛雙鍵決定的)。這一特性常被用于對核酸進行定性定量分析. 第一百零五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸的紫外吸收峰天然DNA變性DNA純DNA為1.8純RNA

34、為2.0所以用這一方法可以檢測樣品是否是純品OD260OD280第一百零七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Absorption spectra of the common nucleotides.第一百零八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、DNA的變性(denaturation)定義：在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。方法：過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、 酰胺以及某些有機溶劑如乙醇、丙酮等。變性后其它理化性質變化：OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸堿滴定曲線改變生物活性喪失目 錄第一百零九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022

35、年6月DNA變性的本質是雙鏈間氫鍵的斷裂第一百一十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例：變性引起紫外吸收值的改變增色效應(hyperchromic effect)：DNA變性時其溶液e(p)值增高的現象。目 錄DNA的紫外吸收光譜第一百一十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月機理 DNA變性時，雙鏈分開，堿基暴露，故對紫外光吸收增加；DNA變性程度越大，A260升高越顯著，故A260可作為DNA變性程度的指標。A260有以下情形： 單核苷酸 單鏈DNA 雙鏈DNA第一百一十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于202

36、2年6月熱變性解鏈曲線：如果在連續(xù)加熱DNA的過程中以溫度對A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm處的吸光率）值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。目 錄第一百一十四張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 Tm：變性是在一個相當窄的溫度范圍內完成，在這一范圍內，紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度(melting temperature, Tm)。其大小與G+C含量成正比。目 錄第一百一十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月爆發(fā)式：熱變性是在變性溫度范圍內突發(fā)的躍變過程，很像結晶達到熔點時的熔化現象，故名熔解溫度狹窄性

37、：變性溫度范圍很小變性溫度的特點第一百一十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月某些DNA的Tm值第一百一十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA的Tm值大小與下列因素有關：（）DNA的均一性 均一性愈高的樣品，熔解過程愈是發(fā)生在一個很小的溫度范圍內。（）GC之含量 GC含量越高，Tm值越高，成正比關系，這是GC對比A-T對更為穩(wěn)定的緣故。 所以測定Tm值可推算出GC對的含量。其經驗公式為： GC（）（Tm69.3）2.44第一百一十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（）介質中的離子強度 一般說來，在離子強度較低的介質中，DNA的熔解溫度較低，熔解溫度的

38、范圍也較窄。而在較高的離子強度的介質中，情況則相反。所以DNA制品應保存在較高濃度的緩沖液中或溶液中，故常在1 molL的NaCl中保存。 RNA分子中有局部的雙螺旋區(qū)，所以RNA也可發(fā)生變性，但Tm值較低，變性曲線也不那么陡。第一百一十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、DNA的復性與分子雜交 DNA復性(renaturation)的定義在適當條件下，變性DNA的兩條互補鏈可恢復天然的雙螺旋構象，這一現象稱為復性。熱變性的DNA經緩慢冷卻后即可復性(不能驟降) ，這一過程稱為退火(annealing) 。目 錄第一百二十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百二十

39、一張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百二十二張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百二十三張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在DNA變性后的復性過程中，如果將不同種類的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系，在適宜的條件（溫度及離子強度）下，就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。這種現象稱為核酸分子雜交。核酸分子雜交(hybridization) 第一百二十四張，PPT共一百

40、三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸分子雜交第一百二十五張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA-DNA雜交雙鏈分子變性 復性 不同來源的DNA分子第一百二十六張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百二十七張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸分子雜交的應用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(探針)是基因芯片技術的基礎 第一百二十八張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 核酸的分離與含量測定一.核酸的提取、分離和純化核酸制備的原則 核酸制備中共同需要注意的問題是防止核酸的降解和變性，要制備天然狀態(tài)的核酸，必須采用溫和的條件，防止過酸、過堿、避免劇烈攪拌，尤其重要的是防止核酸酶的作用。第一百二十九張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、DNA的分離 1. 濃鹽法：SDS-濃鹽buffer破碎細胞離心，取上清加水，使DNP沉淀酚/氯仿去蛋白，純化第一百三十張，PPT共一百三十七頁，創(chuàng)作于2022年6