最新-5第五章核酸化學(xué)-課件

第五章

核酸第五章

核酸1第一節(jié)概述P177一、核酸研究簡(jiǎn)史（一）核酸的發(fā)現(xiàn)1868年瑞士青年科學(xué)家Miescher在外科繃帶膿細(xì)胞分離得到細(xì)胞核，從中提取出一種含磷量很高的酸性化合物稱(chēng)為核素。1889年Altmann發(fā)明了從酵母和動(dòng)物組織中制備不含蛋白質(zhì)的核酸的方法。首次提出了核酸的名稱(chēng)。第一節(jié)概述P177一、核酸研究簡(jiǎn)史2（二）核酸功能的發(fā)現(xiàn)1944年,Avery的肺炎球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象證明了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸（三）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)的建立X-射線結(jié)晶學(xué)技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1958年提出中心法則。1966年Nirenberg破譯了遺傳密碼（二）核酸功能的發(fā)現(xiàn)1944年,Avery的肺炎球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象3DNA雙螺旋立體結(jié)構(gòu)兩條DNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)ThetwostrandsofDNAformadoublehelix.

DNA雙螺旋立體結(jié)構(gòu)兩條DNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)41958Crick提出中心法則1958Crick提出中心法則5DNA？

RNA蛋白質(zhì)

復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯？？DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯？？6（四）生物技術(shù)的興起七十年代前期DNA重組技術(shù)的建立的基礎(chǔ)導(dǎo)致現(xiàn)代生物技術(shù)的興起。

（五）人類(lèi)基因組計(jì)劃開(kāi)辟了生命科學(xué)的新紀(jì)元1990年人類(lèi)基因組計(jì)劃實(shí)施龐大的人類(lèi)基因組計(jì)劃，在經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的多年努力，已取得巨大的成就。人類(lèi)基因組的全序列提前到2019、4、14完成。生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時(shí)代，研究重心已從基因測(cè)序轉(zhuǎn)移到基因的功能。功能基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)RNA組學(xué)（四）生物技術(shù)的興起七十年代前期DNA重組技術(shù)的建立的基礎(chǔ)導(dǎo)7二核酸的概念和重要性(一)概念核酸是由許多核苷酸單元按一定順序連接組成的線性多聚體，是核蛋白的組分之一，呈酸性，最初從細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)，所以稱(chēng)核酸。核酸是所有生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。(二)重要性1.與生命活動(dòng)關(guān)系密切，是重要的生命物質(zhì)。生命的起源、生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡與之有關(guān)。2.核酸研究是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的核心。二核酸的概念和重要性8第二節(jié)核酸的類(lèi)別、分布和組成（一）、類(lèi)別：P178核酸分為脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）。核糖核酸（RNA）分成三類(lèi)：1、信使RNA（mRNA）2、轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）3、核糖體RNA（rRNA）第二節(jié)核酸的類(lèi)別、分布和組成9（二）、分布：P1781、DNA的分布：原核生物集中于核區(qū).真核生物細(xì)胞核,線粒體、葉綠體亦含有DNA.原核、真核生物的質(zhì)粒病毒含有DNA或RNA.

（二）、分布：P178102、RNA的分布存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。發(fā)現(xiàn)了許多新的具有特殊功能的RNA：如反義RNA，核酶等.病毒和亞病毒RNA有許多種：正鏈RNA病毒、負(fù)鏈RNA病毒、類(lèi)病毒、衛(wèi)星病毒等.2、RNA的分布11（三）、組成P1781.組成元素:C、H、O、N、P2.組成單位:核苷酸（三）、組成P1781.組成元素:C、H、12核酸水解產(chǎn)物：核酸水解產(chǎn)物：13（1）堿基：P179a、嘌呤堿：腺嘌呤（Ade)、鳥(niǎo)嘌呤(Gua)b、嘧啶堿：胞嘧啶(Cyt)、尿嘧啶(Ura)、胸腺嘧啶(Thy)c、稀有堿基:稀有堿基大部分都是甲基化堿基tRNA稀有堿基約占10%（1）堿基：P17914RNA為D-核糖，DNA為D-2-脫氧核糖，二者都是β型。差別：2位羥基是否脫氧。（2）核酸中的糖P180RNA為D-核糖，DNA為D-2-脫氧核糖，二者都是β型15嘌呤堿基和嘧啶堿基P179嘌呤堿基和嘧啶堿基P17916

（3）核苷：P180戊糖與堿基通過(guò)β-糖苷鍵相連，C—N糖苷鍵。糖C1與嘧啶堿N1與嘌呤堿N9相連，堿基與糖環(huán)垂直。根據(jù)核苷中所含戊糖的不同，分為核糖核苷和脫氧核糖核苷。命名先冠以堿基名稱(chēng)，糖環(huán)C加′，堿基不加′。核苷的順式結(jié)構(gòu)和反式結(jié)構(gòu)。

RNA某些修飾化和異構(gòu)化的核苷，堿基、核糖均可被修飾，主要是甲基化。tRNA、rRNA還含有少量假尿嘧啶核苷。（3）核苷：P18017核苷核苷18（4）核苷酸P181戊糖羥基的磷酸化成核苷酸。核糖核苷糖環(huán)上有3個(gè)自由羥基。脫氧核糖核苷糖環(huán)上有2個(gè)自由羥基。環(huán)化腺苷酸是細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)分子和信號(hào)分子。（4）核苷酸P18119堿基相連（核苷）酯鍵堿基相連（核苷）酯鍵20核苷酸核苷酸21最新-5第五章核酸化學(xué)-課件22

DNA

RNA化學(xué)堿基(base) ATGCAUGC成分糖(sugar)脫氧核糖核糖(deoxyribose)(ribose)磷酸(phosphoricacid)結(jié)構(gòu)脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸單元 deoxyribonucleotideribonucleotideDNA與RNA的化學(xué)成分 DNA23第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)P186一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)P186（一）核酸中核苷酸的連接方式DNA、RNA中的脫氧核苷酸、核苷酸是通過(guò)3‘，5‘–磷酸二酯鍵連接的。表示方法：書(shū)寫(xiě)順序5‘——3’。核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指核酸分子中各核苷酸殘基以磷酸二酯鍵連接、沿多核苷酸鏈排列的順序。第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)P186一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)24最新-5第五章核酸化學(xué)-課件25核苷酸的組成與連接核苷酸的組成與連接26最新-5第五章核酸化學(xué)-課件271、表示方法（1）線條式：豎線碳鏈、堿基、磷酸1、表示方法（1）線條式：豎線碳鏈、堿基、磷酸28（2）文字式：5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA

5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA此式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：5＇ＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3＇

5＇ＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇（2）文字式：29(二）DNA1、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)P186DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)A、T、G、C通過(guò)3`，5`-磷酸二酯鍵連接，C’1—堿基，C’2——脫氧。堿基：A、T、G、C脫氧核糖沒(méi)有側(cè)鏈

(二）DNA30DNA的

一

級(jí)

結(jié)

構(gòu)

圖

示DNA的

一

級(jí)

結(jié)

構(gòu)

圖

示312、一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

DNA的相對(duì)分子量非常大，能編碼的信息量十分巨大。細(xì)菌的基因是連續(xù)的,無(wú)內(nèi)含子功能相關(guān)基因，組成操縱子，有共同的調(diào)控序列，較少重復(fù)序列。真核生物的基因是斷開(kāi)的，有內(nèi)含子功能相關(guān)基因，不組成操縱子，調(diào)控序列占比重大，有較大重復(fù)序列,又分為高度重復(fù)、中度重復(fù)、單一序列。此外還有回文結(jié)構(gòu).越是高等的真核生物其調(diào)控序列和重復(fù)序列的比例越大。2、一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA的相對(duì)分子量非常大，能編碼的信息量32內(nèi)含子——基因內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)和RNA的順序，又稱(chēng)為插入順序（基因與基因之間非編碼順序稱(chēng)為間隔順序）。操縱子——DNA分子中基因表達(dá)的一個(gè)協(xié)調(diào)單位。重復(fù)順序——DNA中許多重復(fù)排列的核苷酸序列。高度重復(fù)順序——“基礎(chǔ)順序”短，含5-100pb,重復(fù)106-107次。中度重復(fù)順序——“基礎(chǔ)順序”長(zhǎng)，含100-300pb或更長(zhǎng),重復(fù)幾百到幾萬(wàn)次。單一順序——單拷貝。大小不等，每一段順序決定一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，為一個(gè)蛋白基因，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)基因?；匚慕Y(jié)構(gòu)——該結(jié)構(gòu)中脫氧核苷酸的排列在DNA兩條鏈中順讀與倒讀其意義是一樣的。相關(guān)概念內(nèi)含子——基因內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)和RNA的順序，又稱(chēng)為插入順33回文結(jié)構(gòu)及其形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)和十字架結(jié)構(gòu)回文結(jié)構(gòu)及其形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)和十字架結(jié)構(gòu)34附：一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定原理:末端終止法化學(xué)法DNA測(cè)序儀附：一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定35（1）末端終止法：（1）末端終止法：36（2）化學(xué)法硫酸二甲酯使G和A甲基化后，G的糖苷鍵更容易斷裂，甲酸替代硫酸二甲酯后，都斷裂；食鹽存在時(shí)，肼專(zhuān)門(mén)斷裂C，無(wú)食鹽存在時(shí)，C和T都斷裂。（2）化學(xué)法硫酸二甲酯使G和A甲基化后，G的糖苷鍵更容易斷裂373、二級(jí)結(jié)構(gòu)（1）、模型建立的依據(jù)：P187aChargaff等科學(xué)家用紙層析及紫外分光光度技術(shù)分析了各種生物的DNA的堿基組成。結(jié)果顯示：摩爾數(shù)：A=T；G=C；A+C=G+T；A+G=C+T3、二級(jí)結(jié)構(gòu)38X-raypictureofDNAb、DNA鈉鹽纖維X-衍射分析：b、DNA鈉鹽纖維X-衍射分析：3934A3.4AantiparallelMajorgrooveMinorgroove20A34ADNA結(jié)構(gòu)模型

34A3.4AantiparallelMajorgroov40DNA結(jié)構(gòu)模型DNA結(jié)構(gòu)模型41（2）、DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征：P187A、兩條反平行多核苷酸鏈繞中心軸纏繞，右手螺旋；B、骨架：內(nèi)側(cè)——堿基垂直于縱軸；外側(cè)——磷酸與戊糖、彼此通過(guò)3’、5’磷酸二酯鍵，糖環(huán)平面與縱軸平行。大溝寬1.2nm，深0.85nm；小溝寬0.6nm，深0.75nm；C、直徑：2nm，二相鄰堿基高度0.34nm，二核苷酸夾角36度，旋轉(zhuǎn)一周10個(gè)核苷酸，一周高度3.4nm；（2）、DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征：P18742最新-5第五章核酸化學(xué)-課件43D、堿基互補(bǔ)配對(duì)：A、T形成兩個(gè)氫鍵；GC形成三個(gè)氫鍵，堿基在一條鏈上的排列順序不受任何限制。D、堿基互補(bǔ)配對(duì)：A、T形成兩個(gè)氫鍵；GC形成三個(gè)氫鍵，堿44腺嘌呤胸腺嘧啶鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶堿基之間形成氫鍵模型腺嘌呤胸腺嘧啶鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶堿基之間形成氫鍵模型45雙螺旋平面圖ThedoublehelixmaintainsaconstantwidthbecausepurinesalwaysfacepyrimidinesinthecomplementaryA-TandG-Cbasepairs.ThesequenceinthefigureisT-A,C-G,A-T,G-C.雙螺旋平面圖46堿基平面垂直于糖--磷酸骨架Flatbasepairslieperpendiculartothesugar-phosphatebackbone.

堿基平面垂直于糖--磷酸骨架475、DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多態(tài)性P190DNA分子結(jié)構(gòu)可受環(huán)境的影響而改變B型DNA：在相對(duì)濕度92%下制得的纖維是B型結(jié)構(gòu)，適中。A型DNA：在相對(duì)濕度75%下制得的纖維是A型結(jié)構(gòu)，寬短。Z型DNA：堿基與中心的傾角9℃，細(xì)長(zhǎng)。5、DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多態(tài)性P19048

B-DNAA-DNAZ-DNA 螺旋類(lèi)型：右手螺旋右手螺旋左手螺旋每圈螺旋含堿基數(shù)目：10.41112堿基平面與分子中軸：垂直幾乎垂直不垂直 存在狀態(tài)：正常高鹽、脫水真核基因組 生理DNA-RNA與基因表達(dá) 條件異源雙鏈調(diào)控有關(guān) (heteroduplex)DNA的構(gòu)型

49三鏈DNA.人工合成DNA發(fā)現(xiàn)，第三股嵌在大溝里。四鏈DNAP191三鏈DNA.P19150三鏈DNA結(jié)構(gòu)三鏈DNA結(jié)構(gòu)516、三級(jí)結(jié)構(gòu)：P193細(xì)長(zhǎng)的分子以一種高度壓縮狀態(tài)存在于細(xì)胞中，雙螺旋的進(jìn)一步扭曲就構(gòu)成了三級(jí)結(jié)構(gòu)。超螺旋，三級(jí)結(jié)構(gòu)中的一種。DNA壓縮總原則：多級(jí)螺旋，4級(jí)壓縮。6、三級(jí)結(jié)構(gòu)：P19352DNA超螺旋結(jié)構(gòu)DNA超螺旋結(jié)構(gòu)53葉綠體中含有環(huán)狀DNA細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體線粒體中含有環(huán)狀DNA原核、真核生物環(huán)狀DNA超螺旋三級(jí)結(jié)構(gòu)葉綠體中含有環(huán)狀DNA細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體線粒體中含有環(huán)54（三）RNA1、RNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)P195RNA與DNA結(jié)構(gòu)十分相似，二者相比有幾點(diǎn)不同：（1）核糖;（2）堿基：A、G、C、U（3）二者在三維結(jié)構(gòu)上的區(qū)別——RNA不具有規(guī)則的氫鍵結(jié)構(gòu)，單鏈形式存在，只是回折，局部配對(duì)，不配對(duì)形成突環(huán)。（三）RNA552、tRNAP197?由70--90個(gè)核苷酸組成，但修飾成分多。在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、識(shí)別密碼子的作用，在DNA反轉(zhuǎn)錄合成及基因表達(dá)調(diào)控中起著重要的作用。2、tRNAP19756tRNA有“接頭”(adaptor)功能，具備雙重特性:識(shí)別氨基酸——其3’末端的腺苷酸可與一氨基酸共價(jià)連接識(shí)別密碼子——反密碼子與mRNA中的密碼子堿基配對(duì)。tRNA有“接頭”(adaptor)功能，具備雙重特性:57（1）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A、有較多的稀有堿基，多為轉(zhuǎn)錄后加工而來(lái)。B、3`末端為氨基酸接受臂CCA。C、5`末端作為GorC。（1）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A、有較多的稀有堿基，多為轉(zhuǎn)錄后加工而582、二級(jí)結(jié)構(gòu)—三葉草形：葉柄是雙螺旋氨基酸臂；突環(huán)三大一小。A、接受臂：接受活化AA，末端為CCA。B、TψC環(huán)：ψ假鳥(niǎo)嘧啶，有TψC順序。C、額外環(huán)(可變環(huán)）：變化最大區(qū)域，不同tRNA不同大小額外環(huán)。D、反密碼環(huán)：7個(gè)核苷酸組成，環(huán)中部反密碼子。三對(duì)堿基組成。E、二氫尿嘧啶環(huán)：8---12核苷酸，兩個(gè)二氫尿嘧啶。2、二級(jí)結(jié)構(gòu)—三葉草形：59接受臂：3’端有一游離的CCA順序，氨基酸通過(guò)共價(jià)鍵與A上的2’-OH或3’-OH相連；TψC臂：ψ是假尿嘧啶。該臂上有TψC的順序。反密碼子臂：在反密碼子環(huán)的中間是三聯(lián)的反密碼子。二氫尿嘧啶臂（D臂）：環(huán)中含有二氫尿嘧啶。額外臂：變化最大的區(qū)域，可分為兩類(lèi)，一類(lèi)僅含3-5個(gè)核苷酸，另一類(lèi)含有一條較大的臂。接受臂：3’端有一游離的CCA順序，氨基酸通過(guò)共價(jià)鍵與A上的60Ala的tRNA結(jié)構(gòu)示意圖Ala61Aspace-fillingmodelshowsthatyeasttRNAPhetertiarystructureiscompact.ThetwoviewsoftRNAarerotatedby90°.（3）三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L型：靠氫鍵維持。Aspace-fillingmodelshowsth62靠氫鍵維持，tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)呈L形；受體臂頂端的堿基位于“L”的一個(gè)端點(diǎn)，而反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)生成了“L”的另一端點(diǎn)，分子中兩個(gè)不同的功能基團(tuán)是最大限度分離的。這個(gè)結(jié)構(gòu)形式與AA-tRNA合成酶對(duì)tRNA的識(shí)別有關(guān)，滿足了蛋白質(zhì)合成過(guò)程中對(duì)tRNA的各種要求。tRNAL形三級(jí)結(jié)構(gòu)靠氫鍵維持，tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)呈L形；tRNAL形三級(jí)結(jié)構(gòu)63反密碼子環(huán)3`氨基酸臂反密碼子環(huán)3`氨基酸臂643、rRNAP199rRNA占RNA總量的80%以上，核糖體由大小兩個(gè)亞基組成，大小亞基分別幾種rRNA和數(shù)十種蛋白質(zhì)組成。rRNA與幾十種蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞顆?！颂求w是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的工廠。核糖體上催化肽鍵合成的是rRNA，蛋白質(zhì)只是維持rRNA的構(gòu)象，起輔助作用。3、rRNAP19965—Mg2++Mg2++Urea16srRNAProtein:S1,S2,……S215srRNA23srRNAProtein:L1,L2,……L3430S50S70S核糖體和rRNA的結(jié)構(gòu)和功能—Mg2++Mg2++Urea16srRNA5srRNA66rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)圖示rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)圖示674、mRNAP201（1）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P201原核生物的mRNA鏈上有多個(gè)編碼區(qū)（多個(gè)基因），為多順?lè)醋樱?’和3‘端各有一段非翻譯區(qū)。多順?lè)醋樱阂粋€(gè)轉(zhuǎn)錄本加工而成的mRNA序列中包含多個(gè)基團(tuán)。編碼區(qū)：mRNA中以AUG為起點(diǎn)，以終止密碼子為終點(diǎn)，編碼AA的一系列密碼子序列。4、mRNAP20168前導(dǎo)區(qū)：mRNA5’端編碼區(qū)前面的非翻譯序列。尾區(qū)：mRNA3’端終止密碼子后非翻譯序列。原核生物mRNA結(jié)構(gòu)前導(dǎo)區(qū)：mRNA5’端編碼區(qū)前面的非翻譯序列。原核生物mRN69（2）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P201真核生物的mRNA都是單順?lè)醋?。單順?lè)醋樱阂粋€(gè)轉(zhuǎn)錄本加工而成的mRNA序列只代表一個(gè)基因。mRNA5’端都有帽子結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)真核生物mRNA具有poly(A)尾。（2）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P20170真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)模式EukaryoticmRNAismodifiedbyadditionofacaptothe5’endandpoly(A)tothe3’end真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)模式EukaryoticmRNAi71真核生物轉(zhuǎn)錄常從嘌呤核苷酸開(kāi)始，第1個(gè)核苷酸保留5’三磷酸基團(tuán)，以3’位與下一核苷酸5’位形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄的起始序列可表示為5’PPPAPNPNPNP…；在鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶催化下在其5’加入G，且連接形式是5’—5’三磷酸鍵。表示為：5’GPPPAPNPNP+PP+P?！懊弊印苯Y(jié)構(gòu)真核生物轉(zhuǎn)錄常從嘌呤核苷酸開(kāi)始，第1個(gè)核苷酸保留5’三磷酸基72帽子0：第1個(gè)甲基在末端鳥(niǎo)嘌呤7位上，所有真核生物均存在此結(jié)構(gòu)。帽子1：第2個(gè)甲基加到次末端核苷酸上，具有兩個(gè)甲基。在高等真核生物中，如果轉(zhuǎn)錄的第1個(gè)核苷酸是A的話，則在A的N6位上還有一個(gè)甲基。帽子2：以帽子1為底物，在第三個(gè)核苷酸再加上一個(gè)甲基。“帽子”結(jié)構(gòu)的甲基化帽子0：第1個(gè)甲基在末端鳥(niǎo)嘌呤7位上，所有真核生物均存在此結(jié)73

帽子結(jié)構(gòu)功能：a、增加mRNA穩(wěn)定性，保護(hù)mRNA免遭5’外切酶的攻擊。b、有助于核糖體對(duì)mRNA的識(shí)別和結(jié)合，使翻譯得以正確起始。帽子結(jié)構(gòu)功能：74mRNApoly(A)尾功能：A、防止mRNA降解，大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。B、是mRNA穿越核膜由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的必需形式。C、與翻譯有關(guān)；切除poly(A)尾會(huì)影響翻譯起始。mRNApoly(A)尾功能：75第四節(jié)核酸的性質(zhì)P205一、一般性質(zhì)1、外觀：DNA白色纖維狀，RNA白色粉末；2、溶解性：極性化合物，微溶于水但不溶于乙醇、乙醚、氯仿、三氯醋酸等有機(jī)溶劑，常以乙醇進(jìn)行沉淀，其鈉鹽易溶于水，溶解度與pH有關(guān)；3、黏度：DNA溶液的黏度極高，RNA溶液的黏度小4、顏色反應(yīng)：RNA與濃HCL和苔黑酚（甲基間苯二酚）共熱產(chǎn)生綠色，原因：D-核糖與酸作用產(chǎn)生糠醛，糠醛與甲基間苯二酚作用呈綠色；DNA與強(qiáng)酸和二苯胺一同加熱呈藍(lán)色，原因：D-2-脫氧核糖與酸作用產(chǎn)生ω-羥基-γ-酮戊醛，后者與二苯胺作用呈藍(lán)色。第四節(jié)核酸的性質(zhì)P205一、一般性質(zhì)76二、核酸的水解：1、酸水解：磷酸酯鍵與糖苷鍵對(duì)酸的敏感程度不同。磷酸酯鍵比糖苷鍵穩(wěn)定；嘌呤的糖苷鍵比嘧啶糖苷鍵更不穩(wěn)定；嘌呤與脫氧核糖的糖苷鍵最不穩(wěn)定。2、堿水解RNA的磷酸酯鍵易被堿水解；DNA的磷酸酯鍵對(duì)堿穩(wěn)定。原因：a、RNA核糖上2’-OH基，在堿性條件下形成磷酸三酯，磷酸三酯極不穩(wěn)定，隨即水解，產(chǎn)生2’，3’環(huán)磷酸酯，進(jìn)而分解成2’或3’核苷酸，溶液成為混合液。b、DNA核糖上無(wú)2’-OH基，不能形成磷酸三酯中間物，因此可以抵抗堿水解。二、核酸的水解：1、酸水解：77RNA鏈水解RNA水解后生成一個(gè)2‘,3’環(huán)式單核苷酸中間體；中間體不穩(wěn)定，很快轉(zhuǎn)變?yōu)?‘單核苷酸和3’單核苷酸RNA鏈水解RNA水解后生成一個(gè)2‘,3’環(huán)式單核苷酸中間體783、酶水解：核糖核酸酶A、牛胰核糖核酸酶：專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：嘧啶核苷-3‘-磷酸與其它核苷酸之間的連鍵。產(chǎn)物：3’-嘧啶核苷酸；或以3’-嘧啶核苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。水解機(jī)制：同堿相似。3、酶水解：核糖核酸酶79B、核糖核酸酶T1專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：3’-鳥(niǎo)苷酸與其相鄰的5’-核苷酸之間的連鍵。

產(chǎn)物：3’-鳥(niǎo)苷酸；或以3’-鳥(niǎo)苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。C、核糖核酸酶T2專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：3’-腺苷酸與其相鄰的5’-核苷酸之間的連鍵。

產(chǎn)物：3’-腺苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。B、核糖核酸酶T180脫氧核糖核酸酶A、牛胰脫氧核糖核酸酶：切斷雙鏈或單鏈DNA成為5’-磷酸為末端的寡核苷酸，平均長(zhǎng)度4個(gè)核苷酸。B、牛脾脫氧核糖核酸酶：切斷雙鏈或單鏈DNA成為3’-磷酸為末端的寡核苷酸，平均長(zhǎng)度6個(gè)核苷酸。C、鏈球菌脫氧核糖核酸酶：產(chǎn)物為5’-磷酸為末端的寡核苷酸，長(zhǎng)短不一。D、限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)這類(lèi)酶，主要降解外源DNA，對(duì)自身DNA無(wú)作用。脫氧核糖核酸酶81限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)：切割位點(diǎn)往往是回文結(jié)構(gòu)；具有高度專(zhuān)一性，識(shí)別雙鏈特定的位點(diǎn)，將兩條鏈切開(kāi)成粘性、平頭末端；用于染色體結(jié)構(gòu)分析、基因測(cè)序的分析、基因的體外重組。限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)：切割位點(diǎn)往往是回文結(jié)構(gòu)；具有高度專(zhuān)一性，識(shí)82最新-5第五章核酸化學(xué)-課件83三、核酸的酸堿解離性質(zhì)(參見(jiàn)P182)1、堿基的解離嘧啶和嘌呤化合物雜環(huán)中的氮和取代基具有結(jié)合和釋放質(zhì)子的能力，因此是兼性離子，即是兩性電解質(zhì)。胞嘧啶的解離；胸腺嘧啶的解離；腺嘌呤的解離；鳥(niǎo)嘌呤和次黃嘌呤的解離；2、核苷的解離：糖的存在增加了酸性解離3、核苷酸的解離：磷酸基的存在，使核苷酸具有較強(qiáng)的酸性。三、核酸的酸堿解離性質(zhì)(參見(jiàn)P182)1、堿基的解離84四、核酸的紫外吸收：參見(jiàn)P182核酸中堿基環(huán)的共軛雙鍵對(duì)240~290nm波段紫外光有強(qiáng)烈吸收。最大光吸收值在260nm，是核酸定量以及定性的基礎(chǔ)。由于蛋白質(zhì)在此光區(qū)僅有弱吸收，故可以此特性來(lái)測(cè)定核酸在細(xì)胞和組織中的分布。用A260/A280的比值可以判斷樣品的純度：純DNA的A260/A280比值應(yīng)為1.8,純RNA應(yīng)為2.0；摩爾吸光系數(shù)ε(P)值；ε(P)=A/CL。四、核酸的紫外吸收：參見(jiàn)P18285（一）變性：（P208）1、概念：許多因素可以破壞氫鍵，氫鍵破壞后的核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)變成單鏈的，成為“無(wú)規(guī)線團(tuán)”，此作用稱(chēng)為核酸的變性。變性是雙螺旋氫鍵的斷裂，不涉及共價(jià)鍵（磷酸二酯鍵）斷裂。（如果磷酸二酯鍵斷裂則叫降解，此時(shí)分子量降低）2、引起變性的因素：1）溫度的升高；2）堿酸度改變；3）某些變性劑：尿素、甲醛等。五、核酸的變性、復(fù)性及雜交P208（一）變性：（P208）五、核酸的變性、復(fù)性及雜交863、變性的特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則線團(tuán)；2）260nm紫外吸光度急劇升高；粘度下降；生物活性喪失3）爆發(fā)式，變性發(fā)生在很窄的溫度范圍，有一個(gè)相變的過(guò)程。熔解溫度（Tm值）：雙螺旋失去一半時(shí)的溫度。也叫熔點(diǎn)、解鏈溫度。3、變性的特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則線團(tuán)；87DNA變性曲線DNA變性曲線884、影響DNA的Tm的因素：（1）DNA均一性：均質(zhì)DNA熔解過(guò)程在一個(gè)較窄的溫度范圍內(nèi)；異質(zhì)DNA熔解過(guò)程在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)。（2）G-C含量：G-C含量越高Tm值愈高；原因：G≡CA＝T測(cè)定Tm可以推算出DNA堿基的百分組成。經(jīng)驗(yàn)公式：XG-C=（Tm-69.3)X2.44；

4、影響DNA的Tm的因素：（1）DNA均一性：89（3）介質(zhì)離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中,Tm值較低,熔解溫度范圍較寬；離子強(qiáng)度較高的介質(zhì)中,Tm值較高,熔解溫度范圍較窄。RNA的變性：螺旋區(qū)較少,變性Tm值較低；tRNA螺旋區(qū)較多,變性Tm值較高，類(lèi)似于DNA。（3）介質(zhì)離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中,Tm值較低,熔解溫90（二）復(fù)性（P209）變性后DNA兩條分開(kāi)的鏈重新特異的組合而恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，這種作用稱(chēng)復(fù)性。復(fù)性可部分恢復(fù)理化性質(zhì)，變性DNA驟然降溫不能復(fù)性，據(jù)此可制備單鏈核酸探針。緩慢冷卻復(fù)性稱(chēng)退火。片段越大復(fù)性越慢；濃度越大復(fù)性越快。（二）復(fù)性（P209）變性后DNA兩條分開(kāi)的鏈重新特異的組91單核苷酸ε(P)值大于單鏈多核苷酸；單鏈核苷酸ε(P)值大于雙鏈核苷酸，因此核酸變性時(shí),ε(P)值增高，稱(chēng)增色效應(yīng)；核酸復(fù)性時(shí),ε(P)值降低，稱(chēng)減色效應(yīng)。常用核酸溶液紫外吸收值的變化作為變性或復(fù)性的指標(biāo)。單核苷酸ε(P)值大于單鏈多核苷酸；92

雙螺旋呼吸：

雙鏈DNA配對(duì)堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)中，特別是在穩(wěn)定性較低的富含A-T的區(qū)段。在微觀上，常常出現(xiàn)瞬間的單鏈泡狀結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為雙螺旋的呼吸作用。一些蛋白質(zhì)可識(shí)別這種結(jié)構(gòu)，并在單鏈結(jié)構(gòu)下閱讀和識(shí)別DNA內(nèi)部所含信息。雙螺旋呼吸：93（三）雜交（P210）DNA的變性在一定條件下是可逆的，而相同來(lái)源的DNA分子容易通過(guò)這種方式進(jìn)行雜交，甚至不同來(lái)源的DNA以及多核糖核苷酸與多脫氧核糖核苷酸之間也可以進(jìn)行雜交。1、概念：不同來(lái)源的分子，經(jīng)熱變性后冷卻復(fù)性，如異源間某些區(qū)域有相同的序列，則會(huì)形成雜交分子。（三）雜交（P210）DNA的變性在一定條件下是可逆的，而94核酸雜交FilterhybridizationestablisheswhetherasolutionofdenaturedDNA(orRNA)containssequencescomplementarytothestrandsimmobilizedonthefilter.核酸雜交Filterhybridizationestab95樣品酶解瓊脂糖電泳分離變性、轉(zhuǎn)移硝酸纖維薄膜只吸收單鏈與放射性探針雜交十小時(shí)，洗滌烘干放射自顯影，可探知或分離互補(bǔ)系列DNA2、southern（EdwenSouthern）雜交：（印記技術(shù)、固相雜交）（P428）瓊脂糖電泳分離變性、轉(zhuǎn)移硝酸纖維薄膜只吸收單鏈與放射性探針雜96樣品酶解瓊脂糖電泳分析變性轉(zhuǎn)移硝酸纖維薄膜只吸收單鏈與放射性探針雜交十小時(shí)洗滌烘干放射自顯影樣品酶解瓊脂糖電泳分析變性轉(zhuǎn)移硝酸纖維薄膜只吸收單鏈與放射性97最新-5第五章核酸化學(xué)-課件983、DNA聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）（P423）原理：?1）變性：通過(guò)加熱使雙鏈DNA變成單鏈DNA。?2）退火：溫度突然降低，引物與模板鏈局部形成雜交鏈。?3）延伸：在DNA聚合酶的作用下，進(jìn)行DNA鏈延伸反應(yīng)。?以上三步為一個(gè)循環(huán)。3、DNA聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）（P423）原理：99基本步驟：?a、設(shè)計(jì)一對(duì)引物：應(yīng)盡量減少非特異產(chǎn)物。?b、優(yōu)化反應(yīng)體系：適量模板，引物，4種dNTP,TaqDNA聚合酶,Mg2+。?c、選擇熱循環(huán)溫度：變性溫度，退火溫度，延伸溫度。?d、鑒定擴(kuò)增產(chǎn)物：一般用凝膠電泳?；静襟E：100§5.核酸的分離和純化一、分離的一般原則要保持天然性，因此要求在提取過(guò)程中掌握下列原則：1、防止核酸酶的降解；2、防止化學(xué)因素的降解；3、防止物理因素的降解?！?.核酸的分離和純化一、分離的一般原則101二、DNA的分離純化預(yù)處理：將細(xì)胞提取物用1Mol/LNaCl溶解，然后稀釋至0.14Mol/L，離心，沉淀為DNP，（溶液中含RNP）。DNP的蛋白質(zhì)部分可用下列方法除去：1、苯酚法2、辛醇——氯仿法3、SDS法將不同構(gòu)象的DNA進(jìn)行分離：

蔗糖密度梯度超離心——大小不等的線性DNA分開(kāi)，也可將分子量相同而構(gòu)象不同的DNA分開(kāi)；氯化銫密度梯度平衡超離心——雙股DNA和單股DNA分開(kāi)；氯化銫-溴化乙錠梯度離心——雙鏈DNA的環(huán)狀DNA和線狀DNA分開(kāi)。羥基磷灰石（HA）或白蛋白硅藻土（MAK）柱層析——分離變性DNA和天然DNA。二、DNA的分離純化預(yù)處理：將細(xì)胞提取物用1Mol/LN102三、RNA的分離純化預(yù)處理：細(xì)胞均漿進(jìn)行差速離心，制得細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體等細(xì)胞器和細(xì)胞溶質(zhì)，然后再?gòu)倪@些細(xì)胞器中分離某一類(lèi)RNA。RNP除蛋白的方法與DNP除蛋白的方法相似。RNA的提取多采用酚提取法進(jìn)一步純化多種方式：密度梯度離心、DEAE—纖維素、DEAE—Sephadex、甲基化白蛋白硅藻土等各種特異柱層析、特異親和層析（分離mRNA)、免疫法（分離mRNA)等。聚丙烯酰胺凝膠電泳、羥基磷灰石柱層析、凝膠過(guò)濾法也常用于分離純化RNA。三、RNA的分離純化預(yù)處理：細(xì)胞均漿進(jìn)行差速離心，制得細(xì)胞核103§6.核酸的分析測(cè)定1、紫外吸收法：測(cè)堿基2、定糖法：RNA戊糖糠醛＋苔黑酚＋三氯化鐵綠色DNA脫氧戊糖羥基酮醛+二苯胺藍(lán)色3、定磷法：樣品灰化：濃硫酸或過(guò)氯酸處理生成無(wú)機(jī)磷＋鉬酸胺磷鉬酸+還原劑鉬藍(lán)?！?.核酸的分析測(cè)定104§7.核酸的生物學(xué)功能一、核酸與遺傳信息的傳遞1、DNA是基本的遺傳物質(zhì)在遺傳過(guò)程中，DNA的具體作用有2方面：A、在細(xì)胞分裂是按照自己的結(jié)構(gòu)精確復(fù)制傳給子孫；B、作為模板將所儲(chǔ)遺傳信息傳給mRNA?！?.核酸的生物學(xué)功能一、核酸與遺傳信息的傳遞105A、RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成rRNA占細(xì)胞總RNA的80%，它是裝配者并起催化作用.tRNA占細(xì)胞總RNA的15%，它是轉(zhuǎn)換器，攜帶氨基酸并起解譯作用.mRNA占細(xì)胞總RNA的3~5%，它是信使，攜帶DNA的遺傳信息,并起蛋白質(zhì)合成的模板作用.2、RNA在傳遞遺傳信息上的作用A、RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成2、RNA在傳遞遺傳信息上的106rRNAmRNAtRNAmRNAtRNA107B、RNA功能的多樣性控制蛋白質(zhì)合成.作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾.基因表達(dá)與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié).生物催化與其他細(xì)胞持家功能.遺傳信息的加工與進(jìn)化.B、RNA功能的多樣性108蛋白質(zhì)外殼RNA無(wú)感染力有感染力可產(chǎn)生新TMV病毒水和苯酚C、有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA有些病毒只含有RNA和蛋白質(zhì)，不含有DNA,稱(chēng)為RNA病毒，又叫做逆轉(zhuǎn)錄病毒。如煙草花葉病毒(tobaccomosaicvirus,TMV)，其遺傳物質(zhì)是RNA。蛋白質(zhì)外殼RNA水和苯酚C、有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA有些病109二、核酸結(jié)構(gòu)改變與生物變異任何一對(duì)堿基的改變或增減，都可以導(dǎo)致生物的變異。DNA結(jié)構(gòu)的改變即導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，從而引起生物遺傳的變異。三、核酸與病變1、核酸與遺傳性疾病2、核酸與病毒性疾病二、核酸結(jié)構(gòu)改變與生物變異任何一對(duì)堿基的改變或增減，都110四、DNA與細(xì)菌轉(zhuǎn)化細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)這些實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是主要遺傳物質(zhì)有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA.四、DNA與細(xì)菌轉(zhuǎn)化細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)111細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖示Griffith(1928)發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化，Avery(1944)證實(shí)轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，證實(shí)了遺傳物質(zhì)是DNA，并由Hotchkiss進(jìn)一步證實(shí)。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖示Griffith(192112攪拌過(guò)濾35S32P-*有放射性*有放射性-無(wú)放射性-無(wú)放射性攪拌過(guò)濾噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖示A.D.Hershey,MarthaChase(1952),用噬菌體T2感染大腸桿菌的放射性同位素標(biāo)記示蹤實(shí)驗(yàn)最終證實(shí)了遺傳物質(zhì)是DNA。攪拌過(guò)濾35S32P-*有放射性*有放射性-無(wú)放射性-無(wú)放射113Hershey和Chase的“滲振”實(shí)驗(yàn)T2噬菌體：32P標(biāo)記DNA，35S標(biāo)記外殼蛋白。侵染實(shí)驗(yàn)表明進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)并進(jìn)行復(fù)制與組裝的是DNA。ThegeneticmaterialofphageT2isDNA.Hershey和Chase的“滲振”實(shí)驗(yàn)114§8.基因重組與遺傳工程概念：遺傳工程（又稱(chēng)基因工程），簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是利用人工方法改組DNA（即改組基因），從而培育新型生物品種的技術(shù)。原理：先從甲種細(xì)胞提取DNA，用適當(dāng)?shù)拿盖懈畛善危蛴萌斯ず铣傻腄NA片段（統(tǒng)稱(chēng)外源DNA）；再將外源DNA與合適的DNA進(jìn)行重新組合，形成重組DNA分子，然后用適當(dāng)?shù)姆椒ò堰@種重組DNA分子引入乙種生物（稱(chēng)受體或宿主）細(xì)胞中，并在受體細(xì)胞中繁殖遺傳，使子代表現(xiàn)出新滲入的DNA所攜帶的遺傳性和特性。步驟：1.重組DNA分子（即DNA體外重組、基因重組）2.將重組DNA引入受體細(xì)胞（轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)）?！?.基因重組與遺傳工程概念：遺傳工程（又稱(chēng)基因工程），簡(jiǎn)單115思考題：1、簡(jiǎn)述tRNA、rRNA、mRNA在蛋白質(zhì)合成中的作用。2、試比較DNA和RNA在結(jié)構(gòu)和功能上的區(qū)別。思考題：116最新-5第五章核酸化學(xué)-課件117第五章

核酸第五章

核酸118第一節(jié)概述P177一、核酸研究簡(jiǎn)史（一）核酸的發(fā)現(xiàn)1868年瑞士青年科學(xué)家Miescher在外科繃帶膿細(xì)胞分離得到細(xì)胞核，從中提取出一種含磷量很高的酸性化合物稱(chēng)為核素。1889年Altmann發(fā)明了從酵母和動(dòng)物組織中制備不含蛋白質(zhì)的核酸的方法。首次提出了核酸的名稱(chēng)。第一節(jié)概述P177一、核酸研究簡(jiǎn)史119（二）核酸功能的發(fā)現(xiàn)1944年,Avery的肺炎球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象證明了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸（三）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)的建立X-射線結(jié)晶學(xué)技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1958年提出中心法則。1966年Nirenberg破譯了遺傳密碼（二）核酸功能的發(fā)現(xiàn)1944年,Avery的肺炎球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象120DNA雙螺旋立體結(jié)構(gòu)兩條DNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)ThetwostrandsofDNAformadoublehelix.

DNA雙螺旋立體結(jié)構(gòu)兩條DNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)1211958Crick提出中心法則1958Crick提出中心法則122DNA？

RNA蛋白質(zhì)

復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯？？DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯？？123（四）生物技術(shù)的興起七十年代前期DNA重組技術(shù)的建立的基礎(chǔ)導(dǎo)致現(xiàn)代生物技術(shù)的興起。

（五）人類(lèi)基因組計(jì)劃開(kāi)辟了生命科學(xué)的新紀(jì)元1990年人類(lèi)基因組計(jì)劃實(shí)施龐大的人類(lèi)基因組計(jì)劃，在經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的多年努力，已取得巨大的成就。人類(lèi)基因組的全序列提前到2019、4、14完成。生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時(shí)代，研究重心已從基因測(cè)序轉(zhuǎn)移到基因的功能。功能基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)RNA組學(xué)（四）生物技術(shù)的興起七十年代前期DNA重組技術(shù)的建立的基礎(chǔ)導(dǎo)124二核酸的概念和重要性(一)概念核酸是由許多核苷酸單元按一定順序連接組成的線性多聚體，是核蛋白的組分之一，呈酸性，最初從細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)，所以稱(chēng)核酸。核酸是所有生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。(二)重要性1.與生命活動(dòng)關(guān)系密切，是重要的生命物質(zhì)。生命的起源、生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡與之有關(guān)。2.核酸研究是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的核心。二核酸的概念和重要性125第二節(jié)核酸的類(lèi)別、分布和組成（一）、類(lèi)別：P178核酸分為脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）。核糖核酸（RNA）分成三類(lèi)：1、信使RNA（mRNA）2、轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）3、核糖體RNA（rRNA）第二節(jié)核酸的類(lèi)別、分布和組成126（二）、分布：P1781、DNA的分布：原核生物集中于核區(qū).真核生物細(xì)胞核,線粒體、葉綠體亦含有DNA.原核、真核生物的質(zhì)粒病毒含有DNA或RNA.

（二）、分布：P1781272、RNA的分布存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。發(fā)現(xiàn)了許多新的具有特殊功能的RNA：如反義RNA，核酶等.病毒和亞病毒RNA有許多種：正鏈RNA病毒、負(fù)鏈RNA病毒、類(lèi)病毒、衛(wèi)星病毒等.2、RNA的分布128（三）、組成P1781.組成元素:C、H、O、N、P2.組成單位:核苷酸（三）、組成P1781.組成元素:C、H、129核酸水解產(chǎn)物：核酸水解產(chǎn)物：130（1）堿基：P179a、嘌呤堿：腺嘌呤（Ade)、鳥(niǎo)嘌呤(Gua)b、嘧啶堿：胞嘧啶(Cyt)、尿嘧啶(Ura)、胸腺嘧啶(Thy)c、稀有堿基:稀有堿基大部分都是甲基化堿基tRNA稀有堿基約占10%（1）堿基：P179131RNA為D-核糖，DNA為D-2-脫氧核糖，二者都是β型。差別：2位羥基是否脫氧。（2）核酸中的糖P180RNA為D-核糖，DNA為D-2-脫氧核糖，二者都是β型132嘌呤堿基和嘧啶堿基P179嘌呤堿基和嘧啶堿基P179133

（3）核苷：P180戊糖與堿基通過(guò)β-糖苷鍵相連，C—N糖苷鍵。糖C1與嘧啶堿N1與嘌呤堿N9相連，堿基與糖環(huán)垂直。根據(jù)核苷中所含戊糖的不同，分為核糖核苷和脫氧核糖核苷。命名先冠以堿基名稱(chēng)，糖環(huán)C加′，堿基不加′。核苷的順式結(jié)構(gòu)和反式結(jié)構(gòu)。

RNA某些修飾化和異構(gòu)化的核苷，堿基、核糖均可被修飾，主要是甲基化。tRNA、rRNA還含有少量假尿嘧啶核苷。（3）核苷：P180134核苷核苷135（4）核苷酸P181戊糖羥基的磷酸化成核苷酸。核糖核苷糖環(huán)上有3個(gè)自由羥基。脫氧核糖核苷糖環(huán)上有2個(gè)自由羥基。環(huán)化腺苷酸是細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)分子和信號(hào)分子。（4）核苷酸P181136堿基相連（核苷）酯鍵堿基相連（核苷）酯鍵137核苷酸核苷酸138最新-5第五章核酸化學(xué)-課件139

DNA

RNA化學(xué)堿基(base) ATGCAUGC成分糖(sugar)脫氧核糖核糖(deoxyribose)(ribose)磷酸(phosphoricacid)結(jié)構(gòu)脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸單元 deoxyribonucleotideribonucleotideDNA與RNA的化學(xué)成分 DNA140第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)P186一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)P186（一）核酸中核苷酸的連接方式DNA、RNA中的脫氧核苷酸、核苷酸是通過(guò)3‘，5‘–磷酸二酯鍵連接的。表示方法：書(shū)寫(xiě)順序5‘——3’。核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指核酸分子中各核苷酸殘基以磷酸二酯鍵連接、沿多核苷酸鏈排列的順序。第三節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)P186一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)141最新-5第五章核酸化學(xué)-課件142核苷酸的組成與連接核苷酸的組成與連接143最新-5第五章核酸化學(xué)-課件1441、表示方法（1）線條式：豎線碳鏈、堿基、磷酸1、表示方法（1）線條式：豎線碳鏈、堿基、磷酸145（2）文字式：5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA

5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA此式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：5＇ＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3＇

5＇ＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇（2）文字式：146(二）DNA1、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)P186DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)A、T、G、C通過(guò)3`，5`-磷酸二酯鍵連接，C’1—堿基，C’2——脫氧。堿基：A、T、G、C脫氧核糖沒(méi)有側(cè)鏈

(二）DNA147DNA的

一

級(jí)

結(jié)

構(gòu)

圖

示DNA的

一

級(jí)

結(jié)

構(gòu)

圖

示1482、一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

DNA的相對(duì)分子量非常大，能編碼的信息量十分巨大。細(xì)菌的基因是連續(xù)的,無(wú)內(nèi)含子功能相關(guān)基因，組成操縱子，有共同的調(diào)控序列，較少重復(fù)序列。真核生物的基因是斷開(kāi)的，有內(nèi)含子功能相關(guān)基因，不組成操縱子，調(diào)控序列占比重大，有較大重復(fù)序列,又分為高度重復(fù)、中度重復(fù)、單一序列。此外還有回文結(jié)構(gòu).越是高等的真核生物其調(diào)控序列和重復(fù)序列的比例越大。2、一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA的相對(duì)分子量非常大，能編碼的信息量149內(nèi)含子——基因內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)和RNA的順序，又稱(chēng)為插入順序（基因與基因之間非編碼順序稱(chēng)為間隔順序）。操縱子——DNA分子中基因表達(dá)的一個(gè)協(xié)調(diào)單位。重復(fù)順序——DNA中許多重復(fù)排列的核苷酸序列。高度重復(fù)順序——“基礎(chǔ)順序”短，含5-100pb,重復(fù)106-107次。中度重復(fù)順序——“基礎(chǔ)順序”長(zhǎng)，含100-300pb或更長(zhǎng),重復(fù)幾百到幾萬(wàn)次。單一順序——單拷貝。大小不等，每一段順序決定一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，為一個(gè)蛋白基因，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)基因?；匚慕Y(jié)構(gòu)——該結(jié)構(gòu)中脫氧核苷酸的排列在DNA兩條鏈中順讀與倒讀其意義是一樣的。相關(guān)概念內(nèi)含子——基因內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)和RNA的順序，又稱(chēng)為插入順150回文結(jié)構(gòu)及其形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)和十字架結(jié)構(gòu)回文結(jié)構(gòu)及其形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)和十字架結(jié)構(gòu)151附：一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定原理:末端終止法化學(xué)法DNA測(cè)序儀附：一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定152（1）末端終止法：（1）末端終止法：153（2）化學(xué)法硫酸二甲酯使G和A甲基化后，G的糖苷鍵更容易斷裂，甲酸替代硫酸二甲酯后，都斷裂；食鹽存在時(shí)，肼專(zhuān)門(mén)斷裂C，無(wú)食鹽存在時(shí)，C和T都斷裂。（2）化學(xué)法硫酸二甲酯使G和A甲基化后，G的糖苷鍵更容易斷裂1543、二級(jí)結(jié)構(gòu)（1）、模型建立的依據(jù)：P187aChargaff等科學(xué)家用紙層析及紫外分光光度技術(shù)分析了各種生物的DNA的堿基組成。結(jié)果顯示：摩爾數(shù)：A=T；G=C；A+C=G+T；A+G=C+T3、二級(jí)結(jié)構(gòu)155X-raypictureofDNAb、DNA鈉鹽纖維X-衍射分析：b、DNA鈉鹽纖維X-衍射分析：15634A3.4AantiparallelMajorgrooveMinorgroove20A34ADNA結(jié)構(gòu)模型

34A3.4AantiparallelMajorgroov157DNA結(jié)構(gòu)模型DNA結(jié)構(gòu)模型158（2）、DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征：P187A、兩條反平行多核苷酸鏈繞中心軸纏繞，右手螺旋；B、骨架：內(nèi)側(cè)——堿基垂直于縱軸；外側(cè)——磷酸與戊糖、彼此通過(guò)3’、5’磷酸二酯鍵，糖環(huán)平面與縱軸平行。大溝寬1.2nm，深0.85nm；小溝寬0.6nm，深0.75nm；C、直徑：2nm，二相鄰堿基高度0.34nm，二核苷酸夾角36度，旋轉(zhuǎn)一周10個(gè)核苷酸，一周高度3.4nm；（2）、DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特征：P187159最新-5第五章核酸化學(xué)-課件160D、堿基互補(bǔ)配對(duì)：A、T形成兩個(gè)氫鍵；GC形成三個(gè)氫鍵，堿基在一條鏈上的排列順序不受任何限制。D、堿基互補(bǔ)配對(duì)：A、T形成兩個(gè)氫鍵；GC形成三個(gè)氫鍵，堿161腺嘌呤胸腺嘧啶鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶堿基之間形成氫鍵模型腺嘌呤胸腺嘧啶鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶堿基之間形成氫鍵模型162雙螺旋平面圖ThedoublehelixmaintainsaconstantwidthbecausepurinesalwaysfacepyrimidinesinthecomplementaryA-TandG-Cbasepairs.ThesequenceinthefigureisT-A,C-G,A-T,G-C.雙螺旋平面圖163堿基平面垂直于糖--磷酸骨架Flatbasepairslieperpendiculartothesugar-phosphatebackbone.

堿基平面垂直于糖--磷酸骨架1645、DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多態(tài)性P190DNA分子結(jié)構(gòu)可受環(huán)境的影響而改變B型DNA：在相對(duì)濕度92%下制得的纖維是B型結(jié)構(gòu)，適中。A型DNA：在相對(duì)濕度75%下制得的纖維是A型結(jié)構(gòu)，寬短。Z型DNA：堿基與中心的傾角9℃，細(xì)長(zhǎng)。5、DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多態(tài)性P190165

B-DNAA-DNAZ-DNA 螺旋類(lèi)型：右手螺旋右手螺旋左手螺旋每圈螺旋含堿基數(shù)目：10.41112堿基平面與分子中軸：垂直幾乎垂直不垂直 存在狀態(tài)：正常高鹽、脫水真核基因組 生理DNA-RNA與基因表達(dá) 條件異源雙鏈調(diào)控有關(guān) (heteroduplex)DNA的構(gòu)型

166三鏈DNA.人工合成DNA發(fā)現(xiàn)，第三股嵌在大溝里。四鏈DNAP191三鏈DNA.P191167三鏈DNA結(jié)構(gòu)三鏈DNA結(jié)構(gòu)1686、三級(jí)結(jié)構(gòu)：P193細(xì)長(zhǎng)的分子以一種高度壓縮狀態(tài)存在于細(xì)胞中，雙螺旋的進(jìn)一步扭曲就構(gòu)成了三級(jí)結(jié)構(gòu)。超螺旋，三級(jí)結(jié)構(gòu)中的一種。DNA壓縮總原則：多級(jí)螺旋，4級(jí)壓縮。6、三級(jí)結(jié)構(gòu)：P193169DNA超螺旋結(jié)構(gòu)DNA超螺旋結(jié)構(gòu)170葉綠體中含有環(huán)狀DNA細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體線粒體中含有環(huán)狀DNA原核、真核生物環(huán)狀DNA超螺旋三級(jí)結(jié)構(gòu)葉綠體中含有環(huán)狀DNA細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體線粒體中含有環(huán)171（三）RNA1、RNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)P195RNA與DNA結(jié)構(gòu)十分相似，二者相比有幾點(diǎn)不同：（1）核糖;（2）堿基：A、G、C、U（3）二者在三維結(jié)構(gòu)上的區(qū)別——RNA不具有規(guī)則的氫鍵結(jié)構(gòu)，單鏈形式存在，只是回折，局部配對(duì)，不配對(duì)形成突環(huán)。（三）RNA1722、tRNAP197?由70--90個(gè)核苷酸組成，但修飾成分多。在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、識(shí)別密碼子的作用，在DNA反轉(zhuǎn)錄合成及基因表達(dá)調(diào)控中起著重要的作用。2、tRNAP197173tRNA有“接頭”(adaptor)功能，具備雙重特性:識(shí)別氨基酸——其3’末端的腺苷酸可與一氨基酸共價(jià)連接識(shí)別密碼子——反密碼子與mRNA中的密碼子堿基配對(duì)。tRNA有“接頭”(adaptor)功能，具備雙重特性:174（1）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A、有較多的稀有堿基，多為轉(zhuǎn)錄后加工而來(lái)。B、3`末端為氨基酸接受臂CCA。C、5`末端作為GorC。（1）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A、有較多的稀有堿基，多為轉(zhuǎn)錄后加工而1752、二級(jí)結(jié)構(gòu)—三葉草形：葉柄是雙螺旋氨基酸臂；突環(huán)三大一小。A、接受臂：接受活化AA，末端為CCA。B、TψC環(huán)：ψ假鳥(niǎo)嘧啶，有TψC順序。C、額外環(huán)(可變環(huán)）：變化最大區(qū)域，不同tRNA不同大小額外環(huán)。D、反密碼環(huán)：7個(gè)核苷酸組成，環(huán)中部反密碼子。三對(duì)堿基組成。E、二氫尿嘧啶環(huán)：8---12核苷酸，兩個(gè)二氫尿嘧啶。2、二級(jí)結(jié)構(gòu)—三葉草形：176接受臂：3’端有一游離的CCA順序，氨基酸通過(guò)共價(jià)鍵與A上的2’-OH或3’-OH相連；TψC臂：ψ是假尿嘧啶。該臂上有TψC的順序。反密碼子臂：在反密碼子環(huán)的中間是三聯(lián)的反密碼子。二氫尿嘧啶臂（D臂）：環(huán)中含有二氫尿嘧啶。額外臂：變化最大的區(qū)域，可分為兩類(lèi)，一類(lèi)僅含3-5個(gè)核苷酸，另一類(lèi)含有一條較大的臂。接受臂：3’端有一游離的CCA順序，氨基酸通過(guò)共價(jià)鍵與A上的177Ala的tRNA結(jié)構(gòu)示意圖Ala178Aspace-fillingmodelshowsthatyeasttRNAPhetertiarystructureiscompact.ThetwoviewsoftRNAarerotatedby90°.（3）三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L型：靠氫鍵維持。Aspace-fillingmodelshowsth179靠氫鍵維持，tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)呈L形；受體臂頂端的堿基位于“L”的一個(gè)端點(diǎn)，而反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)生成了“L”的另一端點(diǎn)，分子中兩個(gè)不同的功能基團(tuán)是最大限度分離的。這個(gè)結(jié)構(gòu)形式與AA-tRNA合成酶對(duì)tRNA的識(shí)別有關(guān)，滿足了蛋白質(zhì)合成過(guò)程中對(duì)tRNA的各種要求。tRNAL形三級(jí)結(jié)構(gòu)靠氫鍵維持，tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)呈L形；tRNAL形三級(jí)結(jié)構(gòu)180反密碼子環(huán)3`氨基酸臂反密碼子環(huán)3`氨基酸臂1813、rRNAP199rRNA占RNA總量的80%以上，核糖體由大小兩個(gè)亞基組成，大小亞基分別幾種rRNA和數(shù)十種蛋白質(zhì)組成。rRNA與幾十種蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞顆?！颂求w是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的工廠。核糖體上催化肽鍵合成的是rRNA，蛋白質(zhì)只是維持rRNA的構(gòu)象，起輔助作用。3、rRNAP199182—Mg2++Mg2++Urea16srRNAProtein:S1,S2,……S215srRNA23srRNAProtein:L1,L2,……L3430S50S70S核糖體和rRNA的結(jié)構(gòu)和功能—Mg2++Mg2++Urea16srRNA5srRNA183rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)圖示rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)圖示1844、mRNAP201（1）原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P201原核生物的mRNA鏈上有多個(gè)編碼區(qū)（多個(gè)基因），為多順?lè)醋樱?’和3‘端各有一段非翻譯區(qū)。多順?lè)醋樱阂粋€(gè)轉(zhuǎn)錄本加工而成的mRNA序列中包含多個(gè)基團(tuán)。編碼區(qū)：mRNA中以AUG為起點(diǎn)，以終止密碼子為終點(diǎn)，編碼AA的一系列密碼子序列。4、mRNAP201185前導(dǎo)區(qū)：mRNA5’端編碼區(qū)前面的非翻譯序列。尾區(qū)：mRNA3’端終止密碼子后非翻譯序列。原核生物mRNA結(jié)構(gòu)前導(dǎo)區(qū)：mRNA5’端編碼區(qū)前面的非翻譯序列。原核生物mRN186（2）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P201真核生物的mRNA都是單順?lè)醋?。單順?lè)醋樱阂粋€(gè)轉(zhuǎn)錄本加工而成的mRNA序列只代表一個(gè)基因。mRNA5’端都有帽子結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)真核生物mRNA具有poly(A)尾。（2）真核生物mRNA結(jié)構(gòu)特征P201187真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)模式EukaryoticmRNAismodifiedbyadditionofacaptothe5’endandpoly(A)tothe3’end真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)模式EukaryoticmRNAi188真核生物轉(zhuǎn)錄常從嘌呤核苷酸開(kāi)始，第1個(gè)核苷酸保留5’三磷酸基團(tuán)，以3’位與下一核苷酸5’位形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄的起始序列可表示為5’PPPAPNPNPNP…；在鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶催化下在其5’加入G，且連接形式是5’—5’三磷酸鍵。表示為：5’GPPPAPNPNP+PP+P。“帽子”結(jié)構(gòu)真核生物轉(zhuǎn)錄常從嘌呤核苷酸開(kāi)始，第1個(gè)核苷酸保留5’三磷酸基189帽子0：第1個(gè)甲基在末端鳥(niǎo)嘌呤7位上，所有真核生物均存在此結(jié)構(gòu)。帽子1：第2個(gè)甲基加到次末端核苷酸上，具有兩個(gè)甲基。在高等真核生物中，如果轉(zhuǎn)錄的第1個(gè)核苷酸是A的話，則在A的N6位上還有一個(gè)甲基。帽子2：以帽子1為底物，在第三個(gè)核苷酸再加上一個(gè)甲基?！懊弊印苯Y(jié)構(gòu)的甲基化帽子0：第1個(gè)甲基在末端鳥(niǎo)嘌呤7位上，所有真核生物均存在此結(jié)190

帽子結(jié)構(gòu)功能：a、增加mRNA穩(wěn)定性，保護(hù)mRNA免遭5’外切酶的攻擊。b、有助于核糖體對(duì)mRNA的識(shí)別和結(jié)合，使翻譯得以正確起始。帽子結(jié)構(gòu)功能：191mRNApoly(A)尾功能：A、防止mRNA降解，大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。B、是mRNA穿越核膜由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的必需形式。C、與翻譯有關(guān)；切除poly(A)尾會(huì)影響翻譯起始。mRNApoly(A)尾功能：192第四節(jié)核酸的性質(zhì)P205一、一般性質(zhì)1、外觀：DNA白色纖維狀，RNA白色粉末；2、溶解性：極性化合物，微溶于水但不溶于乙醇、乙醚、氯仿、三氯醋酸等有機(jī)溶劑，常以乙醇進(jìn)行沉淀，其鈉鹽易溶于水，溶解度與pH有關(guān)；3、黏度：DNA溶液的黏度極高，RNA溶液的黏度小4、顏色反應(yīng)：RNA與濃HCL和苔黑酚（甲基間苯二酚）共熱產(chǎn)生綠色，原因：D-核糖與酸作用產(chǎn)生糠醛，糠醛與甲基間苯二酚作用呈綠色；DNA與強(qiáng)酸和二苯胺一同加熱呈藍(lán)色，原因：D-2-脫氧核糖與酸作用產(chǎn)生ω-羥基-γ-酮戊醛，后者與二苯胺作用呈藍(lán)色。第四節(jié)核酸的性質(zhì)P205一、一般性質(zhì)193二、核酸的水解：1、酸水解：磷酸酯鍵與糖苷鍵對(duì)酸的敏感程度不同。磷酸酯鍵比糖苷鍵穩(wěn)定；嘌呤的糖苷鍵比嘧啶糖苷鍵更不穩(wěn)定；嘌呤與脫氧核糖的糖苷鍵最不穩(wěn)定。2、堿水解RNA的磷酸酯鍵易被堿水解；DNA的磷酸酯鍵對(duì)堿穩(wěn)定。原因：a、RNA核糖上2’-OH基，在堿性條件下形成磷酸三酯，磷酸三酯極不穩(wěn)定，隨即水解，產(chǎn)生2’，3’環(huán)磷酸酯，進(jìn)而分解成2’或3’核苷酸，溶液成為混合液。b、DNA核糖上無(wú)2’-OH基，不能形成磷酸三酯中間物，因此可以抵抗堿水解。二、核酸的水解：1、酸水解：194RNA鏈水解RNA水解后生成一個(gè)2‘,3’環(huán)式單核苷酸中間體；中間體不穩(wěn)定，很快轉(zhuǎn)變?yōu)?‘單核苷酸和3’單核苷酸RNA鏈水解RNA水解后生成一個(gè)2‘,3’環(huán)式單核苷酸中間體1953、酶水解：核糖核酸酶A、牛胰核糖核酸酶：專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：嘧啶核苷-3‘-磷酸與其它核苷酸之間的連鍵。產(chǎn)物：3’-嘧啶核苷酸；或以3’-嘧啶核苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。水解機(jī)制：同堿相似。3、酶水解：核糖核酸酶196B、核糖核酸酶T1專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：3’-鳥(niǎo)苷酸與其相鄰的5’-核苷酸之間的連鍵。

產(chǎn)物：3’-鳥(niǎo)苷酸；或以3’-鳥(niǎo)苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。C、核糖核酸酶T2專(zhuān)一性切割位點(diǎn)：3’-腺苷酸與其相鄰的5’-核苷酸之間的連鍵。

產(chǎn)物：3’-腺苷酸結(jié)尾的寡核苷酸。B、核糖核酸酶T1197脫氧核糖核酸酶A、牛胰脫氧核糖核酸酶：切斷雙鏈或單鏈DNA成為5’-磷酸為末端的寡核苷酸，平均長(zhǎng)度4個(gè)核苷酸。B、牛脾脫氧核糖核酸酶：切斷雙鏈或單鏈DNA成為3’-磷酸為末端的寡核苷酸，平均長(zhǎng)度6個(gè)核苷酸。C、鏈球菌脫氧核糖核酸酶：產(chǎn)物為5’-磷酸為末端的寡核苷酸，長(zhǎng)短不一。D、限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)這類(lèi)酶，主要降解外源DNA，對(duì)自身DNA無(wú)作用。脫氧核糖核酸酶198限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)：切割位點(diǎn)往往是回文結(jié)構(gòu)；具有高度專(zhuān)一性，識(shí)別雙鏈特定的位點(diǎn)，將兩條鏈切開(kāi)成粘性、平頭末端；用于染色體結(jié)構(gòu)分析、基因測(cè)序的分析、基因的體外重組。限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)：切割位點(diǎn)往往是回文結(jié)構(gòu)；具有高度專(zhuān)一性，識(shí)199最新-5第五章核酸化學(xué)-課件200三、核酸的酸堿解離性質(zhì)(參見(jiàn)P182)1、堿基的解離嘧啶和嘌呤化合物雜環(huán)中的氮和取代基具有結(jié)合和釋放質(zhì)子的能力，因此是兼性離子，即是兩性電解質(zhì)。胞嘧啶的解離；胸腺嘧啶的解離；腺嘌呤的解離；鳥(niǎo)嘌呤和次黃嘌呤的解離；2、核苷的解離：糖的存在增加了酸性解離3、核苷酸的解離：磷酸基的存在，使核苷酸具有較強(qiáng)的酸性。三、核酸的酸堿解離性質(zhì)(參見(jiàn)P182)1、堿基的解離201四、核酸的紫外吸收：參見(jiàn)P182核酸中堿基環(huán)的共軛雙鍵對(duì)240~290nm波段紫外光有強(qiáng)烈吸收。最大光吸收值在260nm，是核酸定量以及定性的基礎(chǔ)。由于蛋白質(zhì)在此光區(qū)僅有弱吸收，故可以此特性來(lái)測(cè)定核酸在細(xì)胞和組織中的分布。用A260/A280的比值可以判斷樣品的純度：純DNA的A260/A280比值應(yīng)為1.8,純RNA應(yīng)為2.0；摩爾吸光系數(shù)ε(P)值；ε(P)=A/CL。四、核酸的紫外吸收：參見(jiàn)P182202（一）變性：（P208）1、概念：許多因素可以破壞氫鍵，氫鍵破壞后的核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)變成單鏈的，成為“無(wú)規(guī)線團(tuán)”，此作用稱(chēng)為核酸的變性。變性是雙螺旋氫鍵的斷裂，不涉及共價(jià)鍵（磷酸二酯鍵）斷裂。（如果磷酸二酯鍵斷裂則叫降解，此時(shí)分子量降低）2、引起變性的因素：1）溫度的升高；2）堿酸度改變；3）某些變性劑：尿素、甲醛等。五、核酸的變性、復(fù)性及雜交P208（一）變性：（P208）五、核酸的變性、復(fù)性及雜交2033、變性的特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則線團(tuán)；2）260nm紫外吸光度急劇升高；粘度下降；生物活性喪失3）爆發(fā)式，變性發(fā)生在很窄的溫度范圍，有一個(gè)相變的過(guò)程。熔解溫度（Tm值）：雙螺旋失去一半時(shí)的溫度。也叫熔點(diǎn)、解鏈溫度。3、變性的特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則線團(tuán)；204DNA變性曲線DNA變性曲線2054、影響DNA的Tm的因素：（1）DNA均一性：均質(zhì)DNA熔解過(guò)程在一個(gè)較窄的溫度范圍內(nèi)；異質(zhì)DNA熔解過(guò)程在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)。（2）G-C含量：G-C含量越高Tm值愈高；原因：G≡CA＝T測(cè)定Tm可以推算出DNA堿基的百分組成。經(jīng)驗(yàn)公式：XG-C=（Tm-69.3)X2.44；

4、影響DNA的Tm的因素：（1）DNA均一性：206（3）介質(zhì)離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中,Tm值較低,熔解溫度范圍較寬；離子強(qiáng)度較高的介質(zhì)中,Tm值較高,熔解溫度范圍較窄。RNA的變性：螺旋區(qū)較少,變性Tm值較低；tRNA螺旋區(qū)較多,變性Tm值較高，類(lèi)似于DNA。（3）介質(zhì)離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中,Tm值較低,熔解溫207（二）復(fù)性（P209）變性后DNA兩條分開(kāi)的鏈重新特異的組合而恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，這種作用稱(chēng)復(fù)性。復(fù)性可部分恢復(fù)理化性質(zhì)，變性DNA驟然降溫不能復(fù)性，據(jù)此可制備單鏈核酸探針。緩慢冷卻復(fù)性稱(chēng)退火。片段越大復(fù)性越慢；濃度越大復(fù)性越快。（二）復(fù)性（P209）變性后DNA兩條分開(kāi)的鏈重新特異的組208單核苷酸ε(P)值大于單鏈多核苷酸；單鏈核苷酸ε(P)值大于雙鏈核苷酸，因此核酸變性時(shí),ε(P)值增高，稱(chēng)增色效應(yīng)；核酸復(fù)性時(shí),ε(P)值降低，稱(chēng)減色效應(yīng)。常用核酸溶液紫外吸收值的變化作為變性或復(fù)性的指標(biāo)。單核苷酸ε(P)值大于單鏈多核苷酸；209

雙螺旋呼吸：

雙鏈DNA配對(duì)堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)中，特別是在穩(wěn)定性較低的富含A-T的區(qū)段。在微觀上，常常出現(xiàn)瞬間的單鏈泡狀結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為雙螺旋的呼吸作用。一些蛋白質(zhì)可識(shí)別這種結(jié)構(gòu)，并在單鏈結(jié)構(gòu)下閱讀和識(shí)別DNA內(nèi)部所含信息。雙螺旋呼吸：210（三）雜交（P210）DNA的變性在一定條件下是可逆的，而相同來(lái)源的DNA分子容易通過(guò)這種方式進(jìn)行雜交，甚至不同來(lái)源的DNA以及多核糖核苷酸與多脫氧核糖核苷酸之間也可以進(jìn)行雜交。1、概念：不同來(lái)源的分子，經(jīng)熱變性后冷卻復(fù)性，如異源間某些區(qū)域有相同的序列，則會(huì)形成雜交分子。（三）雜交（P210）DNA的變性在一定條件下是可逆的，而211核酸雜交FilterhybridizationestablisheswhetherasolutionofdenaturedDNA(orRNA)containssequencescomplementarytothestrandsimmobilizedonthefilter.核酸雜交Filterhybridizationestab212樣品酶解瓊脂糖電泳分離變性、轉(zhuǎn)移硝酸纖維薄膜只吸收單鏈與放射性探針雜交十小時(shí)，洗滌烘干放射自顯影，可探知或分離互