核酸的結(jié)構(gòu)與功能ogw

核酸(nucleicacid)

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。目前一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1868年FridrichMiescher

從膿細(xì)胞中提取核素1944年

Avery等人證實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)1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術(shù)1990年美國啟動人類基因組計劃(HGP)1994年中國人類基因組計劃啟動2001年人類基因組計劃完成核酸研究的發(fā)展簡史目前二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸的分類及分布(真核生物)存在于細(xì)胞核和線粒體

分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息，并通過復(fù)制傳遞給下一代。是DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體目前三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸(DNA和RNA)核苷酸核苷和脫氧核苷磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶核糖脫氧核糖核酸組成第一節(jié)核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)目前四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點（一）戊糖-D-核糖-D-2’-脫氧核糖一、核酸中的糖與堿基目前五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點堿基(base)是一類帶堿性的嘌呤和嘧啶的衍生物。堿基嘌呤嘧啶腺嘌呤鳥嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中僅存在于RNA中僅存在于DNA中(二)堿基目前六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1.嘌呤堿(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)嘌呤目前七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點2.嘧啶堿(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)目前八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點堿基的互變異構(gòu)體

目前九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸中部分稀有堿基目前十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點嘌呤N-9或嘧啶N-1與核糖C-1通過β-N-糖苷鍵相連形成核苷。三、核苷(nucleoside)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH1'2'糖苷鍵三、核苷與脫氧核苷目前十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點脫氧核苷嘌呤N-9

或嘧啶N-1與脫氧核糖C-1通過β-N-糖苷鍵相連形成脫氧核苷(deoxyribonucleoside)。目前十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核苷或脫氧核苷與磷酸通過酯鍵結(jié)合構(gòu)成核苷酸(ribonucleotide)或脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。（二）核苷酸與脫氧核苷酸NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷鍵酯鍵目前十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸中主要的含氮堿基、核苷、核苷酸的名稱及其代號含氮堿基(base)核苷(nucleoside)核苷酸(nucleotide)RNA核糖核苷5’-核苷酸(NMP)腺嘌呤(A*adenine)腺苷(adenosine)腺苷酸(AMP)鳥嘌呤(G*guanine)鳥苷(guanosine)鳥苷酸(GMP)胞嘧啶(C*cytosine)胞苷(cytidine)胞苷酸(CMP)尿嘧啶(U*uracil)尿苷(uridine)尿苷酸(UMP)DNA脫氧核糖核苷5’-脫氧核苷酸(dNMP)腺嘌呤(A*adenine)脫氧腺苷(deoxyadenosine)脫氧腺苷酸(dAMP)鳥嘌呤(G*guanine)脫氧鳥苷(deoxyguanosine)脫氧鳥苷酸(dGMP)胞嘧啶(C*cytosine)脫氧胞苷(deoxycytidine)脫氧胞苷酸(dCMP)胸嘧啶(T*thymine)脫氧胸苷(deoxythymidine)脫氧胸苷酸(dTMP)目前十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點多磷酸核苷酸（三）體內(nèi)重要的游離核苷酸目前十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點環(huán)化核苷酸：cAMP、cGMP，是細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的第二信使。cyclicAMP,cAMP環(huán)腺苷酸核苷酸衍生物cGMP環(huán)鳥苷酸目前十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點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第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)一、核酸的一級結(jié)構(gòu)目前十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1.3’,5’-磷酸二酯鍵3’,5’-磷酸二酯鍵：一個脫氧核苷酸3的羥基與另一個核苷酸5的α-磷酸基團(tuán)縮合形成磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)。

多個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵構(gòu)成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA鏈。2.多核苷酸鏈目前十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點5′-末端3′-末端CGA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵目前十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點交替的磷酸基團(tuán)和戊糖構(gòu)成了DNA的骨架(backbone)。DNA鏈的方向是5

→

3目前二十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點AGP5PTPGPCPTPOH3書寫方法：5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3目前二十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯鍵的線性大分子RNA也是多個核苷酸分子通過酯化反應(yīng)形成的線性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。（三）RNA的一級結(jié)構(gòu)目前二十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸分子的大小常用堿基(base或kilobase)數(shù)目來表示。幾個或幾十個核苷酸連成的聚核苷酸分子常被稱為寡核苷酸(oligonucleotide)。目前二十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA和RNA的區(qū)別核糖G、C、A、URNA脫氧核糖G、C、A、TDNA堿基核糖核酸目前二十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA的空間結(jié)構(gòu)又分為二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)和高級結(jié)構(gòu)。（一）DNA二級結(jié)構(gòu)-雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)成DNA的所有原子在三維空間具有確定的相對位置關(guān)系。二、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能目前二十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1.B-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點目前二十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大腸桿菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04結(jié)核桿菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01豬29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物來源DNA堿基組分和相對比例目前二十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA分子，[A]=[T]，[G]=[C]，[A+G]=[C+T]；不同生物種屬的DNA的堿基組成不同,A+T/G+C比值不同；同一個體的不同器官或組織的DNA堿基組成相同；一種生物DNA堿基組成不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)或環(huán)境變化改變。Chargaff規(guī)則目前二十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點獲得了高質(zhì)量的DNA分子的X射線衍射照片。提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)(doublehelix)模型。RosalindFranklin

RaymondGosling

MauriceWilkins

目前二十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行(anti-parallel)。兩條鏈圍繞著同一個螺旋軸形成右手螺旋(right-handed)的結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2.0nm，螺距為3.54nm。脫氧核糖和磷酸基團(tuán)組成的親水性骨架位于雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，疏水的堿基位于內(nèi)側(cè)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面形成了一個大溝(majorgroove)和一個小溝(minorgroove)。（1）DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)目前三十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點目前三十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點親水性的骨架位于雙鏈的外側(cè)。疏水性的堿基位于雙鏈的內(nèi)側(cè)。（2）骨架與堿基DNA俯視圖目前三十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點（3）DNA雙鏈之間形成了互補(bǔ)堿基對堿基配對關(guān)系稱為互補(bǔ)堿基對(complementarybasepair)。DNA的兩條鏈則互為互補(bǔ)鏈(complementarystrand)。堿基對平面與螺旋軸垂直。目前三十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點堿基互補(bǔ)配對:鳥嘌呤/胞嘧啶目前三十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點堿基互補(bǔ)配對:腺嘌呤/胸腺嘧啶目前三十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點大溝majorgroove與小溝minorgroove目前三十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點相鄰兩個堿基對會有重疊，產(chǎn)生了疏水性的堿基堆積力(basestackinginteraction)。堿基堆積力和互補(bǔ)堿基對的氫鍵共同維系著DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（4）

疏水作用力(堿基堆積力)和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。目前三十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點2.其他類型的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)目前三十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點旋向螺距(nm)堿基數(shù)（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.3112.5平滑體外脫水B型右手3.4102.0平滑DNA生理條件Z型左手4.5121.8鋸齒型CG序列三種DNA構(gòu)型的比較目前三十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點（3）三股螺旋結(jié)構(gòu)Triple-strandedDNA三螺旋DNA不是DNA在自然態(tài)下的主要結(jié)構(gòu)，而是在特定的條件下形成的。

它是由一條DNA通過與雙鏈DNA在其大溝處緊密纏繞而成。具體就是富含嘧啶的ODN與雙鏈DNA的富含嘌呤的鏈以平行的方式鍵合；影響三螺旋DNA穩(wěn)定性的因素可分為內(nèi)部因素和外部因素兩方面。內(nèi)部因素主要是指鏈長、堿基序列組成、骨架本性等因素。

通常出現(xiàn)在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組的起始位點或調(diào)解位點，如啟動子區(qū)。作用：阻遏有關(guān)遺傳信息表達(dá)。

目前四十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點（二）DNA的三級結(jié)構(gòu)1.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。

目前四十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA超螺旋-原核生物DNA的高級結(jié)構(gòu)原核生物DNA多為環(huán)狀，以負(fù)超螺旋的形式存在，平均每200堿基就有一個超螺旋形成。目前四十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的電鏡圖象目前四十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點2.真核生物染色體DNA真核生物DNA以非常有序的形式存在于細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞周期的大部分時間里，DNA以松散的染色質(zhì)(chromatin)形式存在，在細(xì)胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。（1）染色體的化學(xué)組成目前四十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA染色質(zhì)呈現(xiàn)出的串珠樣結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)的基本單位是核小體(nucleosome)。DNA染色質(zhì)的電鏡圖像目前四十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA：約200bp

組蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小體的組成核心顆粒(coreparticle)2H2A,2H2B,2H3,2H4組成8聚體+DNA1.75圈（146bp）=核小體連接區(qū)：H1+60bp目前四十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核小體串珠樣的結(jié)構(gòu)目前四十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1）染色體高度致密的結(jié)構(gòu)是由其基本結(jié)構(gòu)單位-核小體高度壓縮形成每圈6個核小體（2）染色體的結(jié)構(gòu)螺線管目前四十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DNA經(jīng)過多次折疊，被壓縮了8000～10000倍，組裝在直徑只有為數(shù)微米的細(xì)胞核內(nèi)。目前四十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點真核生物的染色體目前五十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點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)，也是個體生命活動的信息基礎(chǔ)。基因從結(jié)構(gòu)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。（三）DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)目前五十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點Pneumococciinculture(left),smoothform(right)Griffith'sexperiment實驗結(jié)果不同的科學(xué)家分別做出三種解釋：1R型菌以某種方式使加熱殺死的S型菌“復(fù)活”；2.III-S品系死菌刺激小鼠體內(nèi)產(chǎn)生免疫物質(zhì)，后者刺激II-R品系突變成了III-S品系；3III-S型菌的遺傳物質(zhì)進(jìn)入II-R型菌，合成了III-S型菌的莢膜。FrederickGriffith(1879–1941)wasaBritishbacteriologist.InJanuary1928hereportedwhatisnowknownasGriffith'sExperiment,thefirstwidelyaccepteddemonstrationsofbacterialtransformation,wherebyabacteriumdistinctlychangesitsformandfunction.HeshowedthatStreptococcuspneumoniae,implicatedinmanycasesoflobarpneumonia,couldtransformfromonestrainintoadifferentstrain.Theobservationwasattributedtoanunidentifiedtransformingprincipleortransformingfactor.目前五十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點Avery–MacLeod–McCartyexperimentOswaldAvery(1877,10–1955,2)ColinMacLeod(1909,1—1972,2)MaclynMcCarty(1911,6–2005,1)TheAvery–MacLeod–McCartyexperimentwasanexperimentaldemonstration,reportedin1944byOswaldAvery,ColinMacLeod,andMaclynMcCarty,thatDNAisthesubstancethatcausesbacterialtransformation.目前五十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點人基因組結(jié)構(gòu)基因組(genome):一個生物體所攜帶的全部遺傳物質(zhì)。

Thus,inmodernmolecularbiologythegenomeofanorganismisitshereditaryinformationencodedinDNAorRNA(forRNAviruses).

任何一種生物的基因組都是由其體內(nèi)的所有的染色體組成的。在真核生物中，指一整套完整單倍體（染色體DNA）和線粒體DNA的全部序列。人23對染色體目前五十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點物種基因組大小蛋白質(zhì)編碼基因猴空泡病毒

SV405224Kb467肺炎支原體

M.pneumoniae816Kb677流感嗜血桿菌

H.influenzae1.8Mb1709大腸桿菌

E.coli4.6Mb4288釀酒酵母

S.cerevisiae13Mb6275線蟲

C.elegans100Mb18891擬南芥

A.thaliana125Mb25498家鼠

Musmusculus2.5Gb23,786果蠅

Drosophilamelanogaster165Mb14113人類

Homosapiens3Gb23,686不同生物基因組的比較目前五十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點ChromosomeLength(mm)BasepairsVariationsConfirmedproteins185249,250,6214,401,0912,012283243,199,3734,607,7021，203367198，022，4303,894,3451,040465191,154,2763,676,892718562180,915,2603,436,667849658171,115,0673,360,8901,002754159,138,6633,045,992866850146,364,0222,890,692659948141,213,4312,581,8277851046135,534,7472,609,8027451146135,006,5162,607,2541,2581245133,851,8952,482,1941,0031339115,169,8781,814,2423181436107,349,5401,712,7996011535102,531,3921,577,346562163190,354,7531,747,136805172881,195,2011,491,8411,158182778,077,2481,448,602268192059,128,9831,171,3561,399202163,025,5201,206,753533211648,129,895787,784225221751,304,566745,778431X53155,270,5602,174,952815Y2059,373,566268,81245mtDNA0.00541656992913(Datasource:Ensemblgenomebrowserrelease68,July2012)Thebasicinformationofhumangenome目前五十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點人線粒體DNAThehumanmitochondrialgenome線粒體目前五十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點Thegenomeofhumanmitochondriacontains16,569basepairsofDNAorganizedinaclosedcircle.Theseencode:2rRNAmolecules22tRNAmolecules13polypeptides.

The13polypeptidesparticipateinbuildingseveralproteincomplexesembeddedintheinnermitochondrialmembrane.7subunitsthatmakeupthemitochondrialNADHdehydrogenase

3subunitsofcytochromecoxidase2subunitsofATPsynthase

1cytochromeb目前五十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點RNA與蛋白質(zhì)共同負(fù)責(zé)基因的表達(dá)和表達(dá)過程的調(diào)控。RNA通常以單鏈的形式存在，但有復(fù)雜的局部二級結(jié)構(gòu)或三級結(jié)構(gòu)。RNA分子比DNA小。RNA的種類、大小和結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比DNA表現(xiàn)出多樣性。三、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能目前五十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點RNA的種類、分布、功能目前六十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白質(zhì)的模板。不均一核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)含有內(nèi)含子(intron)和外顯子(exon)。外顯子是氨基酸的編碼序列，而內(nèi)含子是非編碼序列。hnRNA經(jīng)過剪切后成為成熟的mRNA。mRNA從DNA轉(zhuǎn)錄遺傳信息指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成（一）信使RNA(messengerRNA,mRNA)1.mRNA的一般特點

目前六十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點hnRNA內(nèi)含子(intron)mRNAmRNA成熟過程

外顯子(exon)目前六十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點從AUG開始，每三個核苷酸為一組編碼了一個氨基酸，稱為三聯(lián)體密碼(codon)。成熟的mRNA由氨基酸編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成。5-末端的帽子(cap)結(jié)構(gòu)和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)結(jié)構(gòu)。成熟的真核生物mRNA目前六十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點（1）5’帽子結(jié)構(gòu):m7GpppNm大部分真核細(xì)胞mRNA的5'末端都以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷為起始結(jié)構(gòu)mRNA的帽結(jié)構(gòu)可以與帽結(jié)合蛋白(capbindingprotein，CBP)結(jié)合。目前六十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點加帽過程目前六十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點真核生物的mRNA的3-末端轉(zhuǎn)錄后加上一段長短不一（十幾到一百幾十個腺苷酸）的多聚腺苷酸。在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)（2）3’末端有多A尾目前六十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點加尾過程polyA轉(zhuǎn)移酶目前六十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNA的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能目前六十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點mRNA依照自身的堿基順序指導(dǎo)蛋白質(zhì)氨基酸順序的合成從mRNA分子5'末端起的第一個AUG開始，每3個核苷酸為一組稱為密碼子(codon)或三聯(lián)體密碼(tripletcode)。AUG被稱為起始密碼子；決定肽鏈終止的密碼子則稱為終止密碼子。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為開放閱讀框(openreadingframe,ORF)，決定了多肽鏈的氨基酸序列。目前六十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點

mRNA的成熟過程是hnRNA的剪接過程卵清蛋白mRNA的成熟目前七十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點原核生物mRNA是多順反子(polycistron),即一條mRNA可以編碼幾種蛋白質(zhì)真核生物mRNA是單順反子(monocistron),即一條mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)目前七十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA)在蛋白質(zhì)合成過程中作為各種氨基酸的載體,將氨基酸轉(zhuǎn)呈給mRNA。（二）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(transferRNA,tRNA)tRNA是蛋白質(zhì)合成的接合器分子大多由74～95核苷酸組成；占細(xì)胞總RNA的15%；具有很好的穩(wěn)定性。1.tRNA的一般特點目前七十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA中含有（10-20%）多種稀有堿基Hypoxanthine,I目前七十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA具有局部的莖環(huán)(stem-loop)結(jié)構(gòu)或發(fā)卡(hairpin)結(jié)構(gòu)。2.tRNA的結(jié)構(gòu)特征tRNA的二級結(jié)構(gòu)——三葉草形氨基酸臂(aminoacidaccpetorarm)DHU環(huán)(D-loop)反密碼環(huán)(anticodonloop)TψC環(huán)(TψCloop)附加叉(variableloop)SecondarycloverleafstructureoftRNAPhefromyeastcloverleaf目前七十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA的倒L形三級結(jié)構(gòu)目前七十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA的3-末端都是以CCA結(jié)尾。3-末端的A與氨基酸共價連結(jié)，tRNA成為了氨基酸的載體。不同的tRNA可以結(jié)合不同的氨基酸。tRNA的3-末端連接氨基酸目前七十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點tRNA的反密碼子環(huán)上有一個由三個核苷酸構(gòu)成的反密碼子(anticode)。tRNA上的反密碼子依照堿基互補(bǔ)的原則識別mRNA上的密碼子。tRNA的反密碼子識別mRNA的密碼子目前七十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核蛋白體RNA(ribosomalRNA，rRNA)是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA(>80％)。rRNA與核蛋白體蛋白結(jié)合組成核蛋白體(ribosome)，為蛋白質(zhì)的合成提供場所。（三）rRNA參與蛋白質(zhì)合成場所核糖體的組成核糖體RNA(ribosomalRNA，rRNA)1.一般特點目前七十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核蛋白體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.8S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%目前七十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點大腸桿菌的核蛋白體目前八十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點2.rRNA的結(jié)構(gòu)特征30Ssubunit50Ssubunit18SrRNA結(jié)構(gòu)目前八十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點蛋白質(zhì)合成時形成的復(fù)合體目前八十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點RNA組學(xué)(RNomics)研究細(xì)胞內(nèi)RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。同一生物體內(nèi)不同種類的細(xì)胞、同一細(xì)胞在不同時空狀態(tài)下RNA表達(dá)譜的變化，以及與功能之間的關(guān)系。（四）非編碼小分子RNA細(xì)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(smallnon-messengerRNAs,snmRNAsorsmallnon-codingRNAs)。snmRNAs(smallnon-messengerRNAs,snmRNAsorsmallnon-codingRNAs)。目前八十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核內(nèi)小RNA(smallnuclearRNA，snRNA)：存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，因富含UMP殘基，故命名U-snRNA。如U1、U2、U4、U5、U6和U7等，長約100-300個核苷酸，其功能是在hnRNA轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒靘RNA的過程中，參與RNA的剪接，并且在將mRNA從細(xì)胞核運(yùn)到細(xì)胞漿的過程中起著重要的作用。核仁小RNA(smallnucleolarRNA，snoRNA)：存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核仁內(nèi)，在rRNA前體的剪接加工和轉(zhuǎn)錄后修飾過程中起重要作用，主要與2'-O-核糖甲基化及假尿嘧啶化修飾有關(guān)。在動物中snoRNA的數(shù)目可達(dá)200個，此外，還有相當(dāng)數(shù)量的snoRNA功能不明，被稱為孤兒snoRNA(orphansnoRNA)。snmRNAs的種類及功能目前八十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點胞質(zhì)小RNA（smallcytosolRNA，scRNA）：主要存在于細(xì)胞漿中，長約300個核苷酸，是蛋白質(zhì)定位合成于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上所需的信號識別體（signalrecognizationparticle）的組成成分，在分泌蛋白質(zhì)和膜蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)中起重要作用。小片段干涉RNA（smallinterferenceRNA,siRNA）：是生物宿主對于外源侵入的基因所表達(dá)的雙鏈RNA進(jìn)行切割所產(chǎn)生的具有特定長度的小片段RNA，可以與外源基因表達(dá)的mRNA互補(bǔ)結(jié)合，誘發(fā)mRNA的降解，使特異基因沉默，表達(dá)功能降低或喪失。由siRNA介導(dǎo)的基因表達(dá)抑制作用被稱為基因沉默或基因干擾（RNAinterference,RNAi）。目前RNAi已被發(fā)展為人工使靶基因沉默的技術(shù)，是研究基因功能的有力手段。微RNA（microRNA,miRNA）

:非編碼，長約21-22個核苷酸的雙鏈RNA。通過與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)mRNA3’或5’端非翻譯區(qū)部分互補(bǔ)結(jié)合，調(diào)節(jié)mRNA壽命或抑制翻譯。目前八十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點RNAi發(fā)現(xiàn)歷程：1990年，CraigC.Mello給矮牽?；ú迦胍环N催生紅色素的基因，希望能夠讓花朵更鮮艷。但意想不到的事發(fā)生了：矮牽牛花完全褪色，花瓣變成了白色！CraigC.Mello(1960.10.18-)isaPortuguese-AmericanbiologistandProfessor.Hewasawardedthe2006NobelPrizeforPhysiologyorMedicine,alongwithAndrewZ.Fire,forthediscoveryofRNAinterference.1995年康奈爾大學(xué)Guo等在對線蟲C.elegans的研究中，應(yīng)用正義鏈RNA作為對照，研究par-1基因的表達(dá)，意外的發(fā)現(xiàn)，正義鏈RNA與反義鏈RNA同樣能夠抑制目的基因的表達(dá)。目前八十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點1998年，CraigC.Mello和

AndrewFire等首次將正義鏈反義鏈RNA混合注入線蟲C.elegans中，觀察到更強(qiáng)的基因表達(dá)抑制。首次提出了RNAinterference的概念。AndrewZ.Fire(1959.4.27-)isanAmericanbiologistandprofessor.siRNA和miRNA介導(dǎo)的基因沉默機(jī)制目前八十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點催化性小RNA（catalyticRNA）：某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA。1981年，Cech等在研究中發(fā)現(xiàn)，四膜蟲的核rRNA前體中含有約400個堿基的插入序列，可在體外受到剪切并將外顯子連接起來。反應(yīng)體系中需要鳥苷、Mg2+，但不需要蛋白質(zhì)，也就是說，這種活性是RNA本身所具有的，即RNA具有酶的活性。Cech等用“核酶”（ribozyme）來描述有催化作用的RNA，打破了多年來“酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)”的觀念。目前八十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸的酸堿及溶解度性質(zhì)核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性。核酸的高分子性質(zhì)粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA沉降行為:不同構(gòu)象的核酸分子的沉降的速率有很大差異，這是超速離心法提取和純化核酸的理論基礎(chǔ)。第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)及應(yīng)用核酸的一般理化性質(zhì)目前八十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點核酸在波長260nm

處有強(qiáng)烈的吸收，是由堿基的共軛雙鍵所決定的。這一特性常用作核酸的定性和定量分析。（一）核酸的紫外吸收堿基的紫外吸收光譜目前九十頁\總數(shù)一百零五頁\編于一點DN