《生物化学核酸生物化学医学知识课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学核酸生物化学医学知识课件（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料仅供参考,不当之处，请联系改正。本章主要内容本章主要内容核苷酸核苷酸DNADNARNARNA核酸的性质核酸的性质资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l认识核酸在生命科学上的重要性认识核酸在生命科学上的重要性l弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结构上的关系构上的关系l掌握核酸的化学本质及掌握核酸的化学本质及DNADNA和和RNARNA在组分、在组分、结构和功能上的差异结构和功能上的差异l认识核酸的结构与其性质与功能之间的认识核酸的结构与其性质与功能之间的关系。关系。学习要求学习要求资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l1869年 F.Miescher首先从伤员
2、绷带的脓细胞中分离得到称为“核素”的核酸l1944年 O.N.Avery通过转化实验证实DNA是主要的遗传物质l1953年 J. D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA双螺旋结构模型 l1958年 Crick提出遗传信息传递的中心法则l1970年,建立DNA重组技术l1980年后,分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，提出并完成HGP.核酸化学的发展过程资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、概述概念 核酸(nucleic acid)是由碱基（嘌呤和嘧啶）、戊糖和磷酸组成的高分子物质，是生物体的基本组成。 种类： DNA （脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸）资料仅供参考,不当之
3、处，请联系改正。 “四核苷酸假说四核苷酸假说”：核酸由四种核苷酸组成：核酸由四种核苷酸组成的单体构成的，缺乏结构方面的多样性的单体构成的，缺乏结构方面的多样性, ,不大不大可能有重要的生理功能。可能有重要的生理功能。l19441944年，年，AveryAvery等人的肺炎双球菌转化实验证等人的肺炎双球菌转化实验证实核酸是生命遗传的基础物质。实核酸是生命遗传的基础物质。 l19521952年，年，HersheyHershey和和ChaseChase的的T2T2噬菌体侵染实噬菌体侵染实验彻底证明遗传物质是核酸，而不是蛋白质。验彻底证明遗传物质是核酸，而不是蛋白质。资料仅供参考,不当之处，请联系改正
4、。1928年，英国 S型肺炎球菌：有荚膜，菌落表面光滑R型肺炎球菌：没有荚膜，菌落表面粗糙n 著名的肺炎球菌实验 结果说明？结果说明？资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌l这种生物分子或遗传物质是什么呢？n 著名的肺炎球菌实验 纽约洛克非勒研究所纽约洛克非勒研究所 Avery Avery 从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。1944年 结论：DNA是
5、生命的遗传物质资料仅供参考,不当之处，请联系改正。侵染侵染DNADNA注射注射进细胞进细胞蛋白质外壳蛋白质外壳 DNA噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体侵染实验噬菌体侵染实验资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。分布： DNA：主要在细胞核中，是染色体的主 要成分。此外在线粒体、叶绿体. RNA：主要在细胞质中，此外在线粒体、细胞核核仁；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。二、二、核酸的组成成分 核酸是一种线形多聚核苷酸(polynucleotide), 其基本结构单位是核苷酸(nucleotide)。戊糖 碱基磷酸 核苷核苷酸核酸 资料仅供参考,不当之处，请
6、联系改正。核苷酸的基本结构资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（一）核酸中的戊糖（一）核酸中的戊糖lD-D-核糖核糖（D-riboseD-ribose）lD-D-脱氧核糖脱氧核糖 （D-deoxyriboseD-deoxyribose）l核酸据此分类：核酸据此分类： 脱氧核糖脱氧核糖DNADNA； 核糖核糖RNARNA；l核酸中的戊糖均为核酸中的戊糖均为 -D- -D-型型核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸资料仅供参考,不当之处，请联系改正。从两类核酸的水解产物可看到它们组成的差别?资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（二）碱基尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶l核酸中的碱基分两类：核酸中的碱基分
7、两类：1 1、嘧啶碱、嘧啶碱(pyrimidine)(pyrimidine)：是嘧啶的衍生物。是嘧啶的衍生物。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。NNHHHH嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶 Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶 uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶 thymine（T）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、嘌呤碱(purine)：由嘌呤衍生而来。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。NNNNHHHHNNNNHHHH123 456789嘌呤NH2腺嘌呤 adenine（A）NNNNHHHHOH2N鸟嘌呤 guanine（G）资料仅供参考,
8、不当之处，请联系改正。3、稀有碱基： 一些修饰碱基，因含量甚少而称之。一些修饰碱基，因含量甚少而称之。 大多为大多为甲基化碱基甲基化碱基，多在，多在tRNAtRNA中。中。 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（三）核苷：(nucleoside) 核苷：核苷：戊糖与碱基缩合而成，并以糖苷键相连接。 糖苷键糖苷键： 二者的连接是C-N键，称N-糖苷键。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。OHOH2COHOHOH12345核 糖NNNNHHHH9腺嘌呤腺 苷资料仅供参考,不当之处，请联系改正。OHOH2COHOHOH12345核 糖OHOH2COHOH12345核 糖NNOOHHH尿嘧啶H1尿苷N
9、COONHHH51OH假尿苷（）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。核苷的表示：核苷：A、G、 C 、U脱氧核苷：dA,dG,dC,dT修饰核苷：如5-甲基脱氧胞嘧啶：m5dC。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比 RNA DNA组成组成戊糖戊糖 核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基 A,G,CA,G,C U T磷酸磷酸 Pi(磷酸二酯键磷酸二酯键)Pi(磷酸二酯键磷酸二酯键)结构结构单链，部分碱基互补，局单链，部分碱基互补，局部双螺旋，三叶草形等部双螺旋，三叶草形等双链，碱基互补，双螺双链，碱基互补，双螺旋形旋形分布分布细胞核细胞核(核仁核仁)， 细胞质细胞质(
10、线线粒体、核蛋白体、胞液粒体、核蛋白体、胞液)细胞核细胞核(染色质染色质) 细胞质细胞质(线粒体线粒体)生物功能生物功能遗传信息表达，反转录，遗传信息表达，反转录，直接参与蛋白质的生物合直接参与蛋白质的生物合成成遗传的物质基础，负责遗传的物质基础，负责遗传信息贮存，发布，遗传信息贮存，发布，转录转录资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（四）核苷酸(nucleotide，nt)1 1、种类：、种类：1 1）按酯化位点：）按酯化位点：可可在核糖的在核糖的2- , 2- , 3-, 5-3-, 5-；2 2）按核糖类型：）按核糖类型： 核苷酸、核苷酸、 脱氧核苷酸脱氧核苷酸核苷中戊糖的羟基被磷酸酯化
11、，即为核苷酸。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2、结构：资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3 3、表示：、表示：l与一个磷酸结合与一个磷酸结合MPMP：(d)AMP(d)AMP、(d)GMP(d)GMP、(d)CMP(d)CMP、(d)TMP(d)TMP、UMPUMPl与二个磷酸结合与二个磷酸结合DPDP：如：如：ADPADPl与三个磷酸结合与三个磷酸结合TPTP： 如：如：ATPATP 核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4 4、特殊核苷酸、特殊核苷酸：环核苷酸：环核苷酸：核糖核糖3-, 5- 3-, 5- 成环。成环。 cAMPcAMP、 cGMP cGMP功
12、能：功能： 第二信使，激素、第二信使，激素、一些药物、神经递一些药物、神经递质通过其发挥生理质通过其发挥生理作用。作用。核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸资料仅供参考,不当之处，请联系改正。核苷酸衍生物核苷酸衍生物环化磷酸化环化磷酸化 cAMPcGMP资料仅供参考,不当之处，请联系改正。核苷酸衍生物核苷酸衍生物l5- IMP 5- IMP 5- 5- 肌苷酸肌苷酸 (5- (5- 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸) )l5- GMP5- GMP资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（五）核苷酸的连接方式（五）核苷酸的连接方式1 1、 3-, 53-, 5磷酸二酯磷酸二酯键键将核苷酸连接成核将核苷酸连接成核酸大
13、分子。酸大分子。一、核苷酸一、核苷酸一、核苷酸一、核苷酸资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2 2、核酸的一级结构：、核酸的一级结构： 多核苷酸链多核苷酸链中各核苷酸中各核苷酸残基的排列残基的排列顺序。顺序。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。OHO-O OCH2 TO=PO-35OHOHO-O OCH2 GO=PO-35OHO OCH2OHOH AO=POO-35351PPPOHATGpGpTpAOHpG-T-ApGTA1 1）一级结构表示方法如上：）一级结构表示方法如上：资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2）读向： 碱基序列碱基序列从左到右表示从左到右表示5 35 3，由由3-, 53-
14、, 5磷酸二酯键连接。磷酸二酯键连接。 若两链反向平行，则需注明每条链的若两链反向平行，则需注明每条链的走向。如：走向。如： 5A-T-G-C-C-T-G-A 3 3 T-A-C-G-G-A-C-T 5核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、三、DNADNA（一）（一）DNA DNA 的一的一级结构：级结构： 由数量庞大的由数量庞大的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸通过通过3-, 53-, 5磷酸二酯键磷酸二酯键连连接成的直线形接成的直线形或环形多聚体。或环形多聚体。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（二）（二）DNADNA的双螺旋二级结构的双螺旋二级结构1 1、双螺旋
15、结构模型建、双螺旋结构模型建立的依据：立的依据：1 1） chargaff chargaff对对DNADNA碱碱基组成的定量分析基组成的定量分析, ,提出提出碱基配对原则：碱基配对原则：A=TA=T， GC GC2 2）根据对）根据对DNADNA纤维和晶纤维和晶体的体的x-x-衍射分析。衍射分析。3 3）电位滴定证明。）电位滴定证明。 A=T A=T， GC GC DNADNADNADNA资料仅供参考,不当之处，请联系改正。双螺旋中的碱双螺旋中的碱基对基对（base base pair,bp)pair,bp)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.双螺旋结构的特点:(WatsonWatson-
16、CrickCrick模型）1 1）形成：）形成： 两条链反向平行；两条链反向平行； DNA DNA一条链为另一条链一条链为另一条链互补链互补链 右手螺旋。右手螺旋。 DNADNADNADNA资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2）结构： A A、核糖核糖- -磷酸以磷酸以3-, 53-, 5磷酸磷酸二酯键连接成骨二酯键连接成骨架；架； 碱基在内；碱基在内； A=T A=T， GC GC B B、大沟、小沟。大沟、小沟。DNADNADNADNA资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3 3）尺寸：）尺寸：DNADNADNADNAA A、直径：、直径：2nm 2nm ； B B、碱基距离：、碱基距离：0.34nm0.34nm；C C、一周、一周1010个核苷酸；个核苷酸； D D、螺距：、螺距：3.4nm 3.4nm 。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4 4）双螺旋的稳定性：）双螺旋的稳定性：A A、依靠碱基堆积力、依靠碱基堆积力B B、氢键、氢键C C、离子键、离子键资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3 3、二级结构的构象类型：、二级结构的构象类型：DNADNADNADNAB-DNAA
