2核酸的結(jié)構(gòu)與功能

第二章

核酸的結(jié)構(gòu)與功能structuresandfunctionsofnucleicacids1內(nèi)容2.1

核酸的種類與分布2.2

核苷酸2.3

dna的分子結(jié)構(gòu)2.6

核酸的理化性質(zhì)2.5rna的分子結(jié)構(gòu)2.4

核酸與蛋白質(zhì)的復(fù)合體22.1核酸（nucleicacid）的種類與分布3核酸：一種生物大分子；是活細(xì)胞中最關(guān)鍵的組分，它攜帶著遺傳信息，是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)；決定蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)，決定每一種生物體的代謝類型和形態(tài)。核酸的發(fā)現(xiàn)：1868年f.

miescher從膿細(xì)胞中提取“核素”,鮭精頭部分離出“dna”;20年后r.altmann分離到不含蛋白質(zhì)的核酸，提出“核酸”這一名詞

;1910年a.kossel及其同事：鑒定核酸中的堿基（諾貝爾獎(jiǎng)）;1912年levene:鑒定核酸中的糖及闡明核苷酸的化學(xué)鍵，但其“四核苷酸”假說阻礙核酸研究達(dá)30年之久;1944年

avery等人證實(shí)dna是遺傳物質(zhì);1953年

watson和crick發(fā)現(xiàn)dna的雙螺旋結(jié)構(gòu);1966年nirenberg等發(fā)現(xiàn)遺傳密碼。2.1.1

概述42.1.2

核酸的種類脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,dna）核酸核糖核酸(rna,ribonucleicacid)轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸（trna）10-15%信使核糖核酸（mrna）3~5%核糖體核糖核酸（rrna）75~85%dna:106~109

bp(人3.2×109

bp

)rna:幾十~幾千bp

52.1.3

核酸的分布幾乎所有的生物體（包括細(xì)菌、病毒）內(nèi)都含有核酸。大多數(shù)生物既含有dna又含有rna，在病毒分子中，只含有一種核酸（dna或rna）。真核生物原核生物dna細(xì)胞核98%細(xì)胞質(zhì)少量線粒體少量葉綠體少量類核區(qū)質(zhì)粒病毒dnarna細(xì)胞質(zhì)90%核仁少量細(xì)胞質(zhì)病毒rna62.2

核苷酸(nucleotide)核酸的化學(xué)組成thechemicalcomponentsofnucleicacid72.2.1核酸的基本組成基本元素：c、h、o、n、p(9～10%)基本單位：核苷酸核酸的酸解過程：核酸核苷酸核苷磷酸戊糖堿基82.2.2堿基嘌呤嘧啶堿基腺嘌呤（a）鳥嘌呤（g）胞嘧啶（c）胸腺嘧啶（t）尿嘧啶（u）dna、rna均有dna有（某些rna中有少量存在）rna有9嘌呤腺嘌呤(6-氨基嘌呤)鳥嘌呤（2-氨基-6-氧嘌呤）10嘧啶胸腺嘧啶（5-甲基-2，4-二氧嘧啶）胞嘧啶2-氧-4-氨基嘧啶尿嘧啶2，4-二氧嘧啶11稀有堿基大多甲基化堿基，trna含量豐富(高達(dá)10％)122.2.3戊糖β-d-核糖

β-d-脫氧核糖132.2.4核苷堿基和核糖（或脫氧核糖）通過c-n

糖苷鍵連接形成核苷（或脫氧核苷）。91′11′核糖核苷：ar,gr,cr,ur脫氧核苷：dar,dgr,dcr,dtr142.2.5核苷酸核苷（脫氧核苷）和磷酸以酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。1.核苷一磷酸核苷酸：amp,gmp,ump,cmp

脫氧核苷酸：damp,dgmp,dtmp,dcmp

15

2.核苷多磷酸5′-核苷酸的磷酸基團(tuán)可與另一磷酸分子縮合形成核苷二磷酸(ndp)，核苷二磷酸還可進(jìn)一步與磷酸縮合形成核苷三磷酸(ntp)。n=a/u/g/c腺嘌呤腺苷同樣，dndp、dntp，n=a/t/g/c16核苷多磷酸的生物學(xué)功能:§ntp和dntp分別是rna和dna的直接前體?！靉tp分子的最顯著特點(diǎn)是含有兩個(gè)高能磷酸鍵。水解時(shí),atp可以釋放出大量自由能，推動(dòng)生物體內(nèi)各種需能的生化反應(yīng)?！靧dp、adp、gdp在多糖合成中，可作為攜帶葡萄糖基的載體；cdp在磷脂合成中可作為攜帶膽堿的載體?！靏tp、ctp、utp在某些生化反應(yīng)中也具有傳遞能量的作用。173.環(huán)核苷酸（camp&cgmp）環(huán)核苷酸是由核苷酸分子中的磷酸與核糖的3’,5’-二羥基形成磷酸二酯鍵環(huán)化而成。18環(huán)核苷酸的生物學(xué)功能:§

camp和cgmp是重要的第二信使，許多激素（第一信使）是通過camp而發(fā)揮其功能的。camp屬于放大激素作用信號(hào)，cgmp屬于縮小激素作用信號(hào)。§camp還參與大腸桿菌中dna轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。192.3dna的分子結(jié)構(gòu)themolecularstructureofdna20一級(jí)結(jié)構(gòu)是指核酸分子中核苷酸的排列順序及連接方式。排列順序：不同的dna分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶不同的遺傳信息。連接方式：以3,5-磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。書寫方法：結(jié)構(gòu)式、線條式、文字式。5ˊ端→3ˊ端(由左至右)2.3.1dna的一級(jí)結(jié)構(gòu)21線條式文字式結(jié)構(gòu)式22經(jīng)典方法

maxam-gilbertdna化學(xué)降解法(maxam

和gilbert,1977)

sanger雙脫氧鏈終止法(sanger和coulson,1977)dna的一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)序23

一個(gè)末端標(biāo)記的dna片段在4組互相獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng)分別得到部分降解，其中每一組反應(yīng)特異地針對(duì)某一種或某一類堿基。因此生成4組放射性標(biāo)記的分子，從共同起點(diǎn)（放射性標(biāo)記末端）延續(xù)到發(fā)生化學(xué)降解的位點(diǎn)。每組混合物中均含有長(zhǎng)短不一的dna分子，其長(zhǎng)度取決于該組反應(yīng)所針對(duì)的堿基在原dna全片段上的位置。此后，通過聚丙烯酰胺凝膠電泳和放射自顯影得到測(cè)序圖譜。dna化學(xué)降解法24sanger雙脫氧鏈終止法在pcr時(shí)分別加入dda,ddt,ddc,ddg（相應(yīng)于4種堿基）ddx的兩個(gè)作用：可以當(dāng)作正常堿基參與復(fù)制一旦鏈入dna中，其后就不能再繼續(xù)連接電泳誰(shuí)終止，堿基就是誰(shuí)此方法獲1980年nobel化學(xué)獎(jiǎng)現(xiàn)有的自動(dòng)化測(cè)序儀基本按此原理設(shè)計(jì)25少一個(gè)－oh脫氧核甘酸雙脫氧核甘酸26制備單鏈模板

將單鏈模板與一小段引物退火

加入dna聚合酶（klenow）+4種dntp+引物(分別加入少量4種ddntp)

將4種反應(yīng)產(chǎn)物分別在4條泳道電泳

根據(jù)4個(gè)堿基在4條泳道的終止位置讀出基因序列

技術(shù)路線與要求27雙脫氧鏈末端終止法測(cè)序基本原理2829雙螺旋模型的主要依據(jù)雙螺旋模型的要點(diǎn)雙螺旋模型的穩(wěn)定因素雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性三鏈dna2.3.2dna的二級(jí)結(jié)構(gòu)30雙螺旋(doublehelix)結(jié)構(gòu)

jameswatsonfranciscrick31dna的二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondarystructure）是指構(gòu)成dna的多聚脫氧核苷酸鏈之間通過鏈間氫鍵卷曲而成的構(gòu)象。1953年，watson-crick提出雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。32

dna的結(jié)構(gòu)，發(fā)表于《自然》171卷(1953)737-738頁(yè)上的插圖

33dna雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的故事jameswatson(生物)francis

crick(物理)mauricewilkins(物理)rosalindfranklin

(化學(xué))linus

pauling(生物化學(xué))：美國(guó)加州理工大學(xué)

劍橋cawendishlab倫敦皇家學(xué)院34dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)

右手螺旋35右手性的定義示意圖。大姆指指向軸向，其他四指由掌根向指尖方向表示螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向。36（一）dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)chargaff規(guī)則：不同物種的dna堿基組成不同，而同一生物的dna組成是一樣的，即有種屬特異性，無(wú)組織特異性；dna堿基組成不隨年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況和環(huán)境因素而改變；在同一生物體中[a]=

[t]，[g]=

[c]，即a+g=t+c.2.norweger、furbug研究證實(shí)，戊糖糖環(huán)與dna分子縱軸平行，而堿基平面與縱軸垂直。3.dna的x-線衍射圖譜分析（franklin）。37已知的核酸化學(xué)數(shù)據(jù)：糖-磷酸基在外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)。38（二）dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)

1.兩條鏈反向平行，圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋(doublehelix)，表面有大溝和小溝。2.磷酸-脫氧核糖形成dna的骨架，位于雙螺旋外側(cè)與中軸平行，堿基垂直于螺旋軸而伸入內(nèi)側(cè)。39堿基平面與縱軸垂直，糖環(huán)平面與縱軸平行403.雙螺旋直徑2nm，順軸方向每隔0.34nm有一個(gè)核苷酸，每圈螺旋含10個(gè)核苷酸，相鄰兩個(gè)核苷酸間的夾角為36°,螺距為3.4nm。4.兩條鏈通過堿基間的氫鍵相連，a對(duì)t有兩個(gè)氫鍵，c對(duì)g有三個(gè)氫鍵，這種a-t、c-g配對(duì)的規(guī)律，稱為堿基互補(bǔ)規(guī)則。41堿基互補(bǔ)配對(duì)

tagc堿基對(duì)（basepair,bp

）：是一對(duì)相互匹配的堿基（即a：t，g：c，a：u相互作用）被氫鍵連接起來(lái)。它常被用來(lái)衡量dna和rna的長(zhǎng)度（盡管rna是單鏈）。

42配對(duì)堿基的氫鍵43（三）雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定因素1.堿基堆積力2.配對(duì)堿基形成的氫鍵3.離子鍵堿基堆積力是最主要的穩(wěn)定因素。44堿基堆積力（basestackingforces）:

嘌呤與嘧啶形狀扁平，成疏水性，分布于雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。大量堿基層層堆積，兩相鄰堿基的平面十分貼近，于是使dna雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成一個(gè)強(qiáng)大的疏水區(qū)，與介質(zhì)中的水分隔開，在dna分子內(nèi)部形成疏水核心，核心內(nèi)幾乎沒有游離的水分子，免遭水溶性活性小分子的攻擊，保證堿基在化學(xué)上的穩(wěn)定性。

堿基堆積力是維持dna雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要作用力。45互補(bǔ)堿基之間的氫鍵：g-c間有3個(gè)氫鍵，a-t之間僅有2個(gè)氫鍵,故前者較穩(wěn)定。離子鍵：帶負(fù)電荷磷酸之間的靜電斥力——會(huì)造成不穩(wěn)定，但帶負(fù)電荷磷酸可與陽(yáng)離子結(jié)合有助于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。na+、k+、mg2+、mn2+

是真核細(xì)胞內(nèi)的組蛋白之間形成的離子鍵，中和了負(fù)電荷，降低了dna鏈本身不同部位之間的斥力。46dna雙螺旋結(jié)構(gòu)提出的生物學(xué)意義該模型揭示了dna作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了堿基配對(duì)原則，這是dna復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是20世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。47

如果人體有1014個(gè)細(xì)胞，每個(gè)體細(xì)胞的dna量為6.4×109對(duì)核苷酸。試計(jì)算人體dna的總長(zhǎng)度是多少？這個(gè)長(zhǎng)度與太陽(yáng)-地球之間的距離（1.5×108km）相比如何？①每個(gè)體細(xì)胞內(nèi)dna的總長(zhǎng)度：6.4×109×0.34=2.176×109nm②人體dna的總長(zhǎng)度：2.176×109×1014=2.176×1023nm=2.176×1011km③這個(gè)長(zhǎng)度與太陽(yáng)—地球之間的距離之比為2.176×1011/1.5×108≈1451(倍)48（四）dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性49類型螺旋方向存在條件螺距堿基數(shù)/螺旋堿基傾角a-dna右手相對(duì)濕度75%2.53nm1119°b-dna右手相對(duì)濕度92%3.54nm10.41°z-dna左手嘌呤－嘧啶二核苷酸為重復(fù)單位如d(cgcgcg)4.56nm12－9°雙螺旋dna的類型及相關(guān)參數(shù)50dna的三股螺旋51

多聚嘧啶和多聚嘌呤組成的dna螺旋區(qū)段，其序列中有較長(zhǎng)的鏡像重復(fù)時(shí)，形成局部三股配對(duì)，并互相盤繞的三股螺旋，其中兩股的堿基按watson-crick方式配對(duì)，第三股多聚嘧啶（鏡像重復(fù)）通過tat和cgc配對(duì)，而處于雙螺旋的大溝中。dna三股螺旋52dna三螺旋的堿基配對(duì)53回文結(jié)構(gòu)—雙鏈dna中含有的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、方向相反的序列稱為反向重復(fù)序列，也稱為回文結(jié)構(gòu)，每條單鏈以任一方向閱讀時(shí)都是一樣的。

短的回文結(jié)構(gòu)可能是一種特別的信號(hào)，如限制性內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)。較長(zhǎng)的回文結(jié)構(gòu)能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。5’3’3’5’dna的其它螺旋結(jié)構(gòu)54aattcaagggagaagtatagaagagggaaggatcttaagttccctcttcatatcttctcccttcctag鏡像重復(fù)—存在于同一股上的某些dna區(qū)段的反向重復(fù)序列。此序列各單股中沒有互補(bǔ)序列，不能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。552.3.3dna的三級(jí)結(jié)構(gòu)dna的超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix

或supercoil)dna雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)

正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與dna雙螺旋方同相同

負(fù)超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與dna雙螺旋方向相反

56意義:dna超螺旋結(jié)構(gòu)整體或局部的拓?fù)鋵W(xué)變化及其調(diào)控對(duì)于dna復(fù)制和rna轉(zhuǎn)錄過程具有關(guān)鍵作用。

572.4核酸與蛋白質(zhì)的復(fù)合體染色體(chromosome)病毒(virus)58染色體泛指病毒、細(xì)菌、真核細(xì)胞遺傳信息庫(kù)中的核酸分子。真核生物染色體由dna和蛋白質(zhì)構(gòu)成，其基本單位是核小體(nucleosome)。2.4.1染色體核小體的組成dna：

約200bp

組蛋白：h1h2a，h2bh3h4組蛋白核心八聚體×2=59真核核小體的結(jié)構(gòu)60串珠狀核小體結(jié)構(gòu)616263真核生物染色體dna組裝不同層次的結(jié)構(gòu)dna

（2nm）核小體鏈（11nm，每個(gè)核小體200bp）纖絲（30nm，每圈6個(gè)核小體）突環(huán)（150nm，每個(gè)突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（300nm，6個(gè)突環(huán)）螺旋圈（700nm，每圈30個(gè)玫瑰花結(jié)）染色體（1400nm，每個(gè)染色體含10個(gè)螺旋圈）64dna的生物學(xué)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(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ)。65s：感病r：抗病66dna分子中不同排列順序的dna區(qū)段構(gòu)成特定的功能單位，即基因(gene)。細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的攜帶者---染色體所包含的dna總體稱為基因組(genome)。人類基因組含3.2×109bpdna，理論上可編碼200萬(wàn)以上的基因，但是資料表明編碼蛋白質(zhì)的這部分序列只占基因組的3％到5％，也就是說，人類基因組中多達(dá)95％到97％是非編碼區(qū)。

67病毒是由核酸和蛋白質(zhì)組成的非細(xì)胞生物，是裸露的染色體。從結(jié)構(gòu)上看，核酸在內(nèi)，蛋白質(zhì)在外，包裹著核酸，這層蛋白叫做衣殼（capsid）。病毒通常只含有一種核酸，只含dna的叫dna病毒；只含rna的叫rna病毒;目前尚未發(fā)現(xiàn)既含有dna又含有rna的病毒。2.4.2病毒68病毒顆粒結(jié)構(gòu)示意圖69噬菌體t2結(jié)構(gòu)頭部頸圈尾部基板尾絲尖釘dna70hivvirus截面圖712.5

rna的分子結(jié)構(gòu)rna的特點(diǎn)rna的結(jié)構(gòu)

rna的主要類型與功能722.5.1rna的特點(diǎn)rna是單鏈分子，因此在rna分子中，嘌呤的總數(shù)不一定等于嘧啶的總數(shù)。rna分子中，部分區(qū)域也能形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，不能形成雙螺旋的部分，則形成單鏈突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)稱為“發(fā)夾型”結(jié)構(gòu)。不同類型的rna,其二級(jí)結(jié)構(gòu)有明顯的差異。trna中除了常見的堿基外，還存在一些稀有堿基，這類堿基大部分位于突環(huán)部分。73

rna的一級(jí)結(jié)構(gòu)：是由數(shù)量極其龐大的四種核糖核酸（amp、gmp、cmp、ump）按一定順序，通過3′，5′-磷酸二酯鍵連成的線形分子，其表示方法與dna相同。

rna的二級(jí)結(jié)構(gòu)：是不完全螺旋的多核苷酸鏈。

rna的三級(jí)結(jié)構(gòu)：是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲折疊而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2.5.2

rna的結(jié)構(gòu)74rna的一級(jí)結(jié)構(gòu)75rna的二級(jí)結(jié)構(gòu)76rna的三級(jí)結(jié)構(gòu)772.5.3rna的主要類型與功能781.trna的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

含稀有堿基較多

3′末端為—cca-oh5′末端大多數(shù)為g，也有的為c

由70~90個(gè)核苷酸組成(一)轉(zhuǎn)運(yùn)rna的結(jié)構(gòu)與功能792.trna的二級(jí)結(jié)構(gòu)

——三葉草形氨基酸臂額外環(huán)

在結(jié)構(gòu)上具有某些共同之處，一般可將其分為四臂四環(huán)：包括氨基酸接受臂、反密碼（環(huán)）臂、二氫尿嘧啶（環(huán)）臂、tc（環(huán)）臂和可變環(huán)。80(1)氨基酸接受區(qū)

包含有trna的3’-末端和5’-末端，3’-末端的最后3個(gè)核苷酸殘基都是cca，a為腺苷酸。氨基酸可與其成酯，該區(qū)在蛋白質(zhì)合成中起攜帶氨基酸的作用。

81

(2)

反密碼區(qū)

與氨基酸接受區(qū)相對(duì)，一般環(huán)中含有7個(gè)核苷酸殘基，臂中含有5對(duì)堿基。其中環(huán)中正中的3個(gè)核苷酸殘基稱為反密碼子。82(3)

二氫尿嘧啶區(qū)

該區(qū)含有二氫尿嘧啶,環(huán)由8-12個(gè)核苷酸組成，臂由3-4對(duì)堿基組成。

83

(4)tc區(qū)

因含tc順序而得名，環(huán)由7個(gè)核苷酸組成，通過5對(duì)堿基組成的雙螺旋區(qū)(tc臂)與trna的其余部分相連。除個(gè)別例外，幾乎所有trna在此環(huán)中都含有tc。84

(5)可變區(qū)

位于反密碼區(qū)與tc區(qū)之間，不同的trna該區(qū)變化較大，一般有3-18個(gè)核苷酸組成。853.trna的三級(jí)結(jié)構(gòu)——

倒l形*

trna的功能:活化、搬運(yùn)氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。tc環(huán)dhu環(huán)*trna的生物學(xué)功能與其三級(jí)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。86(二)核糖體rna的結(jié)構(gòu)與功能*

rrna的功能:占細(xì)胞總rna的75～85%，參與組成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。87rrna的二級(jí)結(jié)構(gòu)—大腸桿菌5srrna的結(jié)構(gòu)

類似于三葉草型88rrna與蛋白質(zhì)組成核糖體原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30s40srrna16s1542個(gè)核苷酸18s1874個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50s60srrna23s5s2940個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸28s5.8s5s4718個(gè)核苷酸160個(gè)核苷酸120個(gè)核苷酸蛋白質(zhì)36種占總重量的30%49種占總重量的35%89(三)信使rna的結(jié)構(gòu)與功能原核生物mrna的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：sd序列：原核生物mrna的5’端總有一段富含嘌呤堿基的序列，典型的是5’-aggaggu-3’，稱為shine-dalgarno序列(sd序列)。該序列與mrna對(duì)核糖體的識(shí)別有關(guān)，有助于蛋白質(zhì)合成時(shí)的正確起始。mrna功能：作為蛋白質(zhì)合成的模板。90真核生物mrna的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.大多數(shù)真核mrna的5′末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個(gè)7-甲基鳥苷，同時(shí)第一個(gè)核苷酸的c2也常被甲基化，形成“帽子結(jié)構(gòu)”：m7gpppnm-。2.大多數(shù)真核mrna的3′末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polya)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)約20-250個(gè)腺苷酸，稱為多聚a尾巴。91

polya作用：

保護(hù)作用，抵抗核酸外切酶的降解；與mrna從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的移動(dòng)有關(guān)；與mrna壽命有關(guān)?！懊弊咏Y(jié)構(gòu)”作用：

保護(hù)作用，抵御5’-核酸外切酶的降解作用；是核糖體首先識(shí)別的位置，與蛋白質(zhì)合成的起始有關(guān)。922.6核酸的理化性質(zhì)核酸的一般性質(zhì)核酸的紫外吸收特性dna的變性復(fù)性與分子雜交核酸的顏色反應(yīng)93

dna為白色纖維狀固體，rna為白色粉末狀固體，都微溶于水，其鈉鹽在水中的溶解度較大,但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有機(jī)溶劑。（用乙醇從溶液中沉淀核酸）

dna和rna在細(xì)胞中常以核蛋白形式存在，兩種核蛋白在鹽溶液中的溶解度不同。

dna核蛋白rna核蛋白

0.14mol/lnacl

不溶溶

1-2mol/lnacl

溶不溶2.6.1

核酸的一般性質(zhì)94

dna溶液的黏度很大，而rna溶液的黏度小得多。核酸發(fā)生變性或降解后其黏度降低。

核酸受到強(qiáng)大離心力的作用時(shí)，可從溶液中沉降下來(lái)，其沉降速度與核酸的大小和密度有關(guān)。

核酸是兩性電解質(zhì)（含堿性基團(tuán)、磷酸基團(tuán)），因磷酸的酸性強(qiáng)，常表現(xiàn)酸性。由于核酸分子在一定酸度的緩沖液中帶有電荷，因此可利用電泳進(jìn)行分離和研究其特性,最常用的是凝膠電泳。952.6.2

核酸的紫外吸收特性核酸在260nm波長(zhǎng)有最大吸收峰，是由堿基的共軛雙鍵決定的,常用作核酸的定性、定量分析。1.dna或rna的定量od260=1.0相當(dāng)于50μg/ml雙鏈dna37μg/ml單鏈dna40μg/mlrna2.判斷核酸樣品的純度dna純品:od260/od280=1.8rna純品:od260/od280=2.096dna的紫外吸收光譜1.天然dna2.變性dna3.核苷酸總吸收值2202402602800.10.20.30.4波長(zhǎng)（nm）光吸收123核酸的紫外光吸收值常比其各核苷酸成分的光吸收值之和少20－60%，這是在有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基緊密地堆積在一起造成的。972.6.3dna的變性復(fù)性與分子雜交

（一）dna的變性(denaturation)定義：核酸雙螺旋的氫鍵斷裂（不涉及共價(jià)鍵的斷裂）、變成單鏈，生物活性喪失的過程。變性因素：熱力、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、變性劑、射線、機(jī)械力等。部分雙螺旋解開無(wú)規(guī)則線團(tuán)鏈內(nèi)堿基配對(duì)dna的變性過程98dna變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂99

變性后理化性質(zhì)變化：

dna溶液的粘度降低浮力密度增加旋光偏振光改變紫外吸收增加（增色效應(yīng)）生物活性喪失但dna的一級(jí)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變100增色效應(yīng)：dna變性時(shí)其溶液od260增高的現(xiàn)象。101當(dāng)dna的稀鹽溶液加熱到80~100℃時(shí)，雙螺旋結(jié)構(gòu)即發(fā)生解體，兩條鏈彼此分開，形成無(wú)規(guī)線團(tuán)。熔解溫度（meltingtemperature,tm）：dna熱變性過程中，紫外吸收達(dá)到最大值的一半時(shí)溶液的溫度稱為熔解溫度（tm）或解鏈溫度、變性溫度。實(shí)驗(yàn)室常用的方法——熱變性

8090100100%50%od260

tm

變性溫度范圍①②③℃102影響tm值的因素(2)dna的性質(zhì)和組成(1)溶液的離子強(qiáng)度大腸桿菌dna在不同濃度kcl溶液下的熔融溫度曲線離子強(qiáng)度越高，tm值越高g≡c，3個(gè)氫鍵，打開所需能量較a=t大，gc%越高，tm越高103核酸的均一性愈高的樣品，變性過程的溫度范圍愈小。(3)dna的均一程度104（二）dna的復(fù)性

定義在適當(dāng)條件下，變性dna的兩條互補(bǔ)鏈可恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性。減色效應(yīng)dna復(fù)性時(shí)，其溶液od260降