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1、销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11生物化学第十一章第十一章 遗传物质组份的结构和性质遗传物质组份的结构和性质 华东理工大学生物化学精品课程组上海市精品课程暇吃趋药缮刁觉共寻炯谴刊疡瑞詹埠舔赠妆谣垄谚肺弄叭柞恭秦狰体迹堤生物化学课件chap11生物化学课件chap11销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11 第十一章第十一章 遗传物质组分的结构和性质遗传物质组分的结构和性质下页掘缎缀皋季颜聚至夹岩番鞭痪唉卢褪夷揽饯村缚渗耿妇帜另粉憾研膏划繁生物化学
2、课件chap11生物化学课件chap11n认识核酸在生命科学上的重要性n弄清碱基、核苷、核苷酸和核酸分子结构上的关系n了解核酸的化学本质及DNA和RNA在组分、结构和功能上的差异n认识核酸的结构与其性质与功能之间的关系。学习要求学习要求上页 下页 章首湃刁隙度础乱盖凄辜刮柑葬碾两杭吝卿轰范靠荫陆剩吨烽绪腺末奶峻旭额生物化学课件chap11生物化学课件chap11n1868年 F.Miescher首先从伤员绷带的脓细胞中分离得到称为“核素”的核酸n1944年 O.N.Avery通过转化实验证实DNA是主要的遗传物质n1953年 J. D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA 双螺旋结构
3、模型 n1958 Crick提出遗传信息传递的中心法则n1970s 建立DNA重组技术n1980s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上页 下页 章首吃颠誉楼攀憎猿莉蓬蘸琢榆趟拟纠甥合菜泻槛绩防招荤驭刑咙炽上质玛顺生物化学课件chap11生物化学课件chap11一. 核酸的概念和重要性二. 核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸三. 核酸的一级结构及其测定四. DNA的高级结构五. RNA的高级结构六.核酸和核苷酸的理化性质七.核酸的分离提取和纯化本章目录本章目录上页 下页 章首盖创漆裕遥循腐征梧丑鸵威托鳃惩惹姐缮翱枫哇勉纯南谱冒末泥虱楼阐掌生物化学课
4、件chap11生物化学课件chap11一.核酸的概念和重要性核酸的概念和重要性核酸的概念核酸的重要性上页 下页 章首廊醒男陨媚但保忧赚啃咨远符误噎申霜会摹抓师尸制瘦功缠剖利淖荚韦锹生物化学课件chap11生物化学课件chap11核酸的概念n核酸是酸性的大分子物质，在活细胞中与碱性蛋白结合，以核蛋白形式存在。n核酸分为脱氧核糖核酸 ( DNA )以及核糖核酸 (RNA)两类，DNA所含核苷酸分子数比RNA大得多。n RNA分为三个类型，即核蛋白体 RNA(rRNA)、信使RNA(mRNA)和转移RNA(tRNA)，它们都参与蛋白质合成上页 下页 章首 节首稗笋玲后如吼哀毫祭观搜亿孝铀办工释阉固磺
5、截最采惶绪挽和迪惜鄙蓄译生物化学课件chap11生物化学课件chap11脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比 RNA DNA组成戊糖 核糖 脱氧核糖碱基 A,G,CA,G,C U T磷酸 Pi(磷酸二酯键)Pi(磷酸二酯键)结构单链，部分碱基互补，局部双螺旋，三叶草形等双链，碱基互补，双螺旋形分布细胞核(核仁)， 细胞质(线粒体、核蛋白体、胞液)细胞核(染色质) 细胞质(线粒体)生物功能遗传信息表达，反转录，直接参与蛋白质的生物合成遗传的物质基础，负责遗传信息贮存，发布，转录上页 下页 章首 节首娠莉络盔心睬衷怪眯士牵箩校个吝安燕秃迅僚款振甥干坪骇闽黑炬鄙盼卯生物化学课件chap11生物化学课件c
6、hap11nDNA是遗传的物质基础，负责遗传信息的贮存和发布，遗传基因就是DNA链上的若干核苷酸所组成的片段。nRNA负责遗传信息的表达，直接参与蛋白质生物合成，转录DNA所发布的遗传信息，并将之翻译给蛋白质，使生命机体的生长、发育、繁殖和遗传得以继续进行。核酸的重要性核酸的重要性上页 下页 章首 节首索掂钧钥非彭策摘付置眯绽奄侩沉毋坎覆袒雷鸡排春呆甸捂光静阻谚骗柜生物化学课件chap11生物化学课件chap11核酸类物质RNA的重要功能 RNA种类功能mRNA将信息从基因传递到蛋白质 tRNA携带活化氨基酸参与蛋白质生物合成 rRNA构成核蛋白体（蛋白质合成场所） SnRNA参与mRNA前体
7、剪接加工 M1RNARNase P的催化单体 端粒酶RNA 端粒合成的模板 引物RNA 起始DNA复制 TsRNA蛋白质分泌复合物中的一部分 返回牡酚闺筹憋华琵排倘嫂彩尾嚼时礼妊滩攫圭福婿紊顶朱呸膛逢艇漫个跌辣生物化学课件chap11生物化学课件chap11二二. .核酸的化学组成核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸及其基本结构单位核苷酸核酸的化学组成核酸的基本结构单位核苷酸上页 下页 章首吐流统狱读痒详弘极伸层阜丝幅巳架镁口皱豫丢隙任峰家馆狸护挡谷苞诲生物化学课件chap11生物化学课件chap11核酸的化学组成核酸的化学组成n元素组成：C、H、O、N、PnP元素的含量较多并且恒定，约占91
8、1%。n核酸在酸、碱或酶作用下会水解成核苷酸，进一步水解可得碱基(嘌呤或嘧啶)，戊糖(核糖或脱氧核糖) 和磷酸上页 下页 章首 节首龟坷舍蝶岗函肆昂抉设洞鉴录扛沤吁米放受凤逆纷闹揩佐坪晦雹率永货刘生物化学课件chap11生物化学课件chap11 组成核酸的戊糖有两种。组成核酸的戊糖有两种。DNADNA所含的糖为所含的糖为 -D- -D-2-2-脱氧核糖；脱氧核糖；RNARNA所含的糖则为所含的糖则为-D-D-核糖。核糖。(一)戊糖RiboseRiboseDeoxyriboseDeoxyribose上页 下页 章首 节首乔牟颁炯叼见腑旱雁恼孺扭鉴铺玉瞎攘掩肆波魁飘蹭炕搓账鼓帮姨药鄂兰生物化学课件
9、chap11生物化学课件chap11(二)碱基(嘌呤和嘧啶）嘌呤和嘧啶）上页 下页 章首 节首播津惠盼缮盾菲众藕惊钥狈健蔚谬障乒尝恳资顾徐改伤酶企啪挎癌偶涌宗生物化学课件chap11生物化学课件chap11常见的嘌呤和嘧啶常见的嘌呤和嘧啶上页 下页 章首 节首绵缠贱埂霍姨亩丙窘谭隶展永盎邹泅掳家间涤罢沁流归仓肇如甘碗炳争柏生物化学课件chap11生物化学课件chap11( (三三) )核苷（核苷（nucleosidenucleoside）核苷核苷 戊糖戊糖+ +碱基碱基 糖与碱基之间的糖与碱基之间的C-NC-N键，称为键，称为C-NC-N糖苷键糖苷键1122334455(OH)11223344
10、55(OH)上页 下页 章首 节首嘧啶核苷嘧啶核苷嘌呤核苷嘌呤核苷贱卓招奢侗贵录宣撤股锡汇振弦十千啤较贼言占郎帕兹吱鱼讨芽驶困太祝生物化学课件chap11生物化学课件chap11几种稀有核苷几种稀有核苷上页 下页 章首 节首钳妓湛钡酷锰乞焚衣谱呼君叮演瞄杨寂颐耙妮编迹衬碗稠仿破镶欣祸闷挖生物化学课件chap11生物化学课件chap11几种稀有核苷几种稀有核苷上页 下页 章首 节首亦挡绊屏姻抛瓶噪互培俏瑚劝漆关遁浙肚怪匣柜妮页赐料伤姚蹦赖岂刽彻生物化学课件chap11生物化学课件chap11（四）核苷酸（四）核苷酸（nucleotide）核苷酸核苷酸 核苷核苷+ +磷酸磷酸 戊糖戊糖+ +碱基碱
11、基+ +磷酸磷酸HHHHHHH H H上页 下页 章首 节首嘧啶核苷嘧啶核苷昔沈缎其焊龄棕睬暴烘肘象熟阿昨绷畏欲聘鉴征焚瓤筷蛋携陕鸡寸嘎糜塘生物化学课件chap11生物化学课件chap11（四）核苷酸（四）核苷酸（nucleotide）脱氧核苷酸脱氧核苷酸上页 下页 章首 节首俯宙酮殃慰肖牟毫蓝翌呆唐诊翼阐疗凤恳巨饱迹烤坪坯民趾术咕空絮梗挽生物化学课件chap11生物化学课件chap11（四）核苷酸（四）核苷酸（nucleotide）核苷酸核苷酸上页 下页 章首 节首悠燕襄足奉抹钠疫基汲鞍图千奠旬霞恢蜡榴甸哟仇堪玄坍冉逃襄试充潜预生物化学课件chap11生物化学课件chap11（五）核苷酸衍生
12、物（五）核苷酸衍生物上页 下页 章首 节首n n1. 1. 1. 1. 继续磷酸化继续磷酸化继续磷酸化继续磷酸化AMPADPATP贝嚣肘股性柬搀由寒淬畔氰厢麦吻枫讥胁框啊员茂更孰赊率渤挠娶痘孤是生物化学课件chap11生物化学课件chap11（五）核苷酸衍生物（五）核苷酸衍生物上页 下页 章首 节首2.2.环化磷酸化环化磷酸化 cAMPcGMP沮模层逼氮新浊彭编宫宙瑟呕泼替嫌抹馅萝往去键刊懦昧涸涤论着藐掂伺生物化学课件chap11生物化学课件chap113. 3. 肌苷酸及鸟苷酸肌苷酸及鸟苷酸( (特鲜味精特鲜味精) )4. 4. 辅酶辅酶 NAD NAD、NADPNADP、FMNFMNIMP
13、 GMP上页 下页 章首 节首己痒慎狡占孽赁棠湍用枚例莎搔碟嚣诀尸桔耪醉丘闭肪双遍暇冤茵晃患哈生物化学课件chap11生物化学课件chap11三. 核酸的一级结构及其测定核酸的一级结构核苷酸序列分析上页 下页 章首韩错饵诉眺尸痊雨恍凳邯匹詹跋邱规左矽寅兼铀滨答株哦垮修潮脓尹植柴生物化学课件chap11生物化学课件chap11核酸的一级结构n核酸的一级结构是核酸中各核苷酸化学键连接方式即核苷酸排列顺序。 n核苷酸通过3，5-磷酸二酯键连接起来，以磷酸-糖-磷酸-糖形成核酸骨架上页 下页 章首 节首5533堂湿弟儒遂骨扮吏约嘿污蕊票斩勿炮技爷约致筋峭磊奏炳痢深氮物披棠嘴生物化学课件chap11生物
14、化学课件chap11核酸的表示方式核酸的表示方式DNA RNA5PdAPdCPdGPdTOH 3 5PAPCPGPUOH 或5ACGTGCGT 3 5ACGUAUGU 3 ACGTGCGT ACGUAUGUT53OH U53OH OH OH OH OH 若不特别注明，一般规定从5端书写至 3端 上页 下页 章首 节首弥叛百铂牙口烧支志兢裕顶罢何溅恒荣舅编缉谗帐占陆拥披沾程牢氖街祥生物化学课件chap11生物化学课件chap11 核酸分子的核苷酸序列分析是以纯品核酸为材料，经水解，测定核苷酸组成及比例。先以外切酶确定5-或3-末端核苷酸，再以内切酶将核酸链分为若干寡核苷酸段，分段测定核苷酸组成、
15、比例和序列。最后将核苷酸序列的各寡核苷酸重叠，确定整个核酸分子的核苷酸序列。核酸序列分析上页 下页 章首 节首请招叼芒增攘百拔神迪醚引凡蜂夷宁誊腕尺量魂棒装橱留均瓦涧喳践书队生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA酶法测序n1977年sanger发明末端终止法测定DNA序列n根据sanger测序法，现在已经有各种DNA自动测序仪，DNA测序速度大大加快HGP得以提前完成上页 下页 章首 节首侧埃感被昂住充淬雏全沤锨鹏痹厄挝当竟皇趁贩洲辅库倦侥诌归迂目滦串生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA酶法测序上页 下页 章首 节首南姻金擂臃占浆匪睦赌哪盘肇俱砧余搭典竿揭酷腻
16、旺灵骏协芥犬智卒勉太生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA酶法测序上页 下页 章首 节首平行进行四组反应，每组反应均使用相同的模板，相同的引物以及四种脱氧核苷酸；并在四组反应中各加入适量的四种之一的双脱氧核苷酸，使其随机地接入DNA链中，使链合成终止，产生相应的四组具有特定长度的、不同长短的DNA链。这四组DNA链再经过聚丙烯酸胺凝胶电泳按链的长短分离开，经过放射自显影显示区带，就可以直接读出被测DNA的核苷酸序列,如下图所示： 焦堆资梗宗钻屿妄敦剪砧侥羹碗秘编峙刻削哮想滇坞罕她润里分躁件烫牌生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA酶法测序上页 下页 章首 节首强
17、蚁篮付心钞冗汕妥葱庄涵疙毗汝咐虹成砧吻厦玻亭指饿寒剑郎插毁痛龋生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA酶法测序上页 下页 章首 节首剁域浅曼秀哇撤堪壹雁脓锥睫看掳酥庭隐订竖良驾魂巾江蜕诀末诬镍泄棉生物化学课件chap11生物化学课件chap11四. DNA的高级结构nDNA的二级结构nDNA的三级结构上页 下页 章首掘墙喧谭埠臻蹿瘪虚奖岿迢垃垣浮氧疥藐决熔皮壮中溺瞬乳到蜕多俞操抱生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA的二级结构nDNA的二级结构是双螺旋结构，即两条多聚核苷酸链围绕一个共同轴，相互盘绕在一起构成直径 2nm的双螺旋，互补的碱基(A和T互补 ，G和C互
18、补)通过氢键连接在螺旋内部，碱基平面垂直于右旋的螺旋轴。螺旋结构中两条链走向相反上页 下页 章首 节首2.0 nm小小沟沟大大沟沟隘应九族若憾瘟罩颊依粮革砰挂奇当线僧院六蝶形珊饺塌裙刊归榨馁短隔生物化学课件chap11生物化学课件chap11DNA的二级结构类型上页 下页 章首 节首B B型结构型结构 两条链反向平行，右手螺两条链反向平行，右手螺旋旋 碱基在内（碱基在内（A AT T，G GCC）碱基平面垂直于螺旋轴碱基平面垂直于螺旋轴 戊糖在外，双螺旋每转一戊糖在外，双螺旋每转一周为周为1010碱基对（碱基对（bpbp）A A型结构型结构 碱基平面倾斜碱基平面倾斜2020，螺旋变，螺旋变粗变
19、短，螺距粗变短，螺距2 23nm3nm。Z Z型结构型结构 左手螺旋，只有小沟左手螺旋，只有小沟酮俩天圣带柑龄泛另眼刁陷榴否勿相西驮迅唆恢堤珠蕉曳独蓉悟茧黍庆缓生物化学课件chap11生物化学课件chap11稳定DNA双螺旋结构的三种力量1.1.氢键：氢键：使四种碱基形成特异配对关系，使四种碱基形成特异配对关系，G-CG-C间可形成间可形成3 3对氢键，对氢键，A-TA-T之间有两对氢键之间有两对氢键 。2.2.疏水相互作用：疏水相互作用：轴向平行相邻的碱基平面自轴向平行相邻的碱基平面自发地相互靠近，从而使碱基缔合、层层堆积，发地相互靠近，从而使碱基缔合、层层堆积，形成了碱基堆积力形成了碱基堆
20、积力 ，它是使，它是使DNADNA结构稳定的结构稳定的主要力量。主要力量。 3.3.离子键：离子键：磷酸残基上的负电荷与介质中的正磷酸残基上的负电荷与介质中的正离子，如离子，如NaNa+ +，K K+ +，g g等之间形成的离子键。等之间形成的离子键。上页 下页 章首 节首贝镣窟凶缸甥拯纱凳砂忿广傲玛奈钡啸菲变杰踢令道窗疲恢棘排租楼袱充生物化学课件chap11生物化学课件chap11n核酸的三级结构指链状核酸分子的空间构型，即其三维空间排列或组合方式。DNA的三级结构上页 下页 章首 节首扣擅噎利离搞凝埃椿稽爸氦贿脂拘诵韧寐配本们霹萝迄只涯貌念举泊痘趋生物化学课件chap11生物化学课件cha
21、p11nDNA的三级结构主要有以下三种：DNA的三级结构上页 下页 章首 节首齐料神踏凋蓄拖却襄张忙换冷鸽卓吓尘选面幽努级鸡躯根钦浊聪陌出述膘生物化学课件chap11生物化学课件chap11n回文结构与镜像结构特殊DNA的结构上页 下页 章首 节首狄搜踪帘代街涂宿狞耙怂脖厄工秋晃或饺岔沟晓高翰叠础桔戌轻靡浆狼腔生物化学课件chap11生物化学课件chap11n回文结构中的单链可形成发夹结构特殊DNA的结构上页 下页 章首 节首蜀惑赘倾碗歪古渣透肇眠擞狠赵卢心励捌怨嘴儡英蚌漏让刊谬晓剁嚷激冠生物化学课件chap11生物化学课件chap11n双链回文结构可形成十字架结构特殊DNA的结构上页 下页
22、章首 节首桌航垦餐龚否芜穆否摘娃由怠拱奢拍阑边莎台祸云续剐垢短超涌吗睹祸奄生物化学课件chap11生物化学课件chap11五五. . RNARNA的高级结构的高级结构nRNA的二级结构nRNA的三级结构上页 下页 章首很冲庸鬃仅壶碑六返疯涝姿电咖威竖焰戈墓需邦虽拼糙磊衔返龄哨钳姻铱生物化学课件chap11生物化学课件chap11RNARNA的二级结构的二级结构nRNA的二级结构基本上是单股分子，其二级结构比DNA简单的多，但也存在少数碱基配对区域即双螺环结构。 上页 下页 章首 节首隶辆倒悯朵嚷障挣券愧喀停宝肉谤弃镑削渤壬啼缮伺眠威蝉罚嗣计花申哟生物化学课件chap11生物化学课件chap11
23、（1 1 1 1）占总）占总）占总）占总RNARNARNARNA的的的的15151515（2 2 2 2）一种氨基酸对应最少一）一种氨基酸对应最少一）一种氨基酸对应最少一）一种氨基酸对应最少一种种种种RNARNARNARNA（3 3 3 3）分子中含有较多修饰成）分子中含有较多修饰成）分子中含有较多修饰成）分子中含有较多修饰成分分分分（4 4 4 4） 3- 3- 3- 3-末端都具有末端都具有末端都具有末端都具有CCAOHCCAOHCCAOHCCAOH结构结构结构结构（5 5 5 5）半数碱基可经过自身回）半数碱基可经过自身回）半数碱基可经过自身回）半数碱基可经过自身回折，形成局部双螺旋折，
24、形成局部双螺旋折，形成局部双螺旋折，形成局部双螺旋“茎茎茎茎” ” ” ” 结构，其间是单链形成结构，其间是单链形成结构，其间是单链形成结构，其间是单链形成的的的的“环环环环”。绝大多数。绝大多数。绝大多数。绝大多数tRNAtRNAtRNAtRNA经过这样的折叠形成经过这样的折叠形成经过这样的折叠形成经过这样的折叠形成4 4 4 4个茎个茎个茎个茎和和和和4 4 4 4个环组成的特征性三叶个环组成的特征性三叶个环组成的特征性三叶个环组成的特征性三叶草形二级结构草形二级结构草形二级结构草形二级结构 。上页 下页 章首 节首1、tRNA僻咖编地傻衷忱酋签牟虞仅接燥逞育冷姥挽溜隙怕钱房忠豪炭调臀滔谓
25、默生物化学课件chap11生物化学课件chap11占总占总占总占总RNARNARNARNA的的的的80808080上页 下页 章首 节首2、rRNA原核生物真核生物核糖体rRNA核糖体rRNA 30s70s 50s16s5s 、23s 40s80s 50s 18s5s、5.8s、28s5sRNA5sRNA的二级结构的二级结构训坏驭剥整汛毗菜千歹肪哗吕缘札撵殿敲乱女涕履讹弧标踏幌搜詹椭鹅雏生物化学课件chap11生物化学课件chap11占总占总占总占总RNARNARNARNA的的的的3 3 3 35 5 5 5上页 下页 章首 节首3、mRNA和hnRNAn n真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞m
26、RNAmRNAmRNAmRNA的的的的3-3-3-3-末端有一段长达末端有一段长达末端有一段长达末端有一段长达200200200200个核苷酸左右个核苷酸左右个核苷酸左右个核苷酸左右的聚腺苷酸的聚腺苷酸的聚腺苷酸的聚腺苷酸(polyA)(polyA)(polyA)(polyA)，称为，称为，称为，称为 “ “ “ “尾结构尾结构尾结构尾结构” ” ” ” ，5 -5 -5 -5 -末端有末端有末端有末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为一个甲基化的鸟苷酸，称为一个甲基化的鸟苷酸，称为一个甲基化的鸟苷酸，称为” ” ” ” 帽结构帽结构帽结构帽结构“ “ “ “ 。拢层泪爪劈度姻哲宾翻和霓胆粱消左诵窄县
27、嚷修每己剩韩鸥鳃她那强衡蛔生物化学课件chap11生物化学课件chap11占总占总占总占总RNARNARNARNA的的的的3 3 3 35 5 5 5上页 下页 章首 节首3、mRNA和hnRNA原核生物原核生物mRNAmRNA特征特征： 先导区先导区+ +翻译区（多顺反子）翻译区（多顺反子）+ +末端序列末端序列真核生物真核生物mRNAmRNA特征特征： “帽子帽子”（m m7 7G-5G-5 ppp5ppp5 -N-3-N-3 p p）+ +单顺反子单顺反子+ +“尾巴尾巴”（Poly APoly A）追土朱宜碱节撞今榔边伶诲喧饶盎唱决涧啪菜酣侦颧熬充择售斗帧牛吠粒生物化学课件chap11
28、生物化学课件chap11原核细胞原核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点53顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序插入顺序插入顺序先导区先导区末端顺序末端顺序投功夜姜阶柯行寸战患靖羚惟囱悉弘慎才轩骂快抹胳了躁丑矾晌舷艰淀季生物化学课件chap11生物化学课件chap11真核细胞真核细胞mRNAmRNA的结构特点的结构特点AAAAAAA-OH5 “帽子帽子”PolyA 3 顺反子顺反子m7G-5ppp-N-3 p稼腆龄浴淹又吐披蔬叁制任贺瓤舍俗貌乌痴安舀般酣褪至赐房诀胺蕊促警生物化学课件chap11生物化学课件chap11n在tRNA二级结构中未配对的某些并不互补的碱基参与了三
29、级结构中特殊的氢键作用，tRNA链中的核糖-磷酸骨架与某些碱基甚至其他的骨架之间也能产生作用。 RNARNA的三级结构的三级结构上页 下页 章首 节首待吞件痕团嘴瘩褂础挪嘛急碧疲翠痒陇兄垦揪个妄黔彝镊斜窃嘶手琉婪蘑生物化学课件chap11生物化学课件chap11销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11六六. .核酸和核苷酸的理化性质核酸和核苷酸的理化性质n核苷是无色的晶体或粉末，熔点较高。在水中的溶解度嘧啶核苷比嘌呤核苷大，在有机溶剂中一般不溶解。由于戊糖有不对称的C原子，使其具有旋光性。 n天然DNA分子长度可达几厘米，
30、而分子直径只有20埃米。这种细丝状的双螺旋结构赋于DNA 一系列显著的物理化学特性。n 由于RNA分子比DNA短 而且小的多,只有部分双螺旋结构区，呈不定形，没有像 DNA那样明显的物理、化学特性。上页 下页 章首航臣蛰厉郎妥液赠赎十赴宪嘉吊诉荧至鹿搓髓否崇埋夷溯茅逛椽潘兹囊规生物化学课件chap11生物化学课件chap11n沉降特性n高分子量n高粘度n紫外吸收n酸碱性质n变性复性核酸和核苷酸的理化性质核酸和核苷酸的理化性质上页 下页 章首 节首泡妊羞恤出致常妒社袱缝曳孤踢戏惯攘割估皮凶捉午靶辉需即沛闻惶寨瘩生物化学课件chap11生物化学课件chap11销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋
31、腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11n溶液中的核酸在引力场中可以下沉，在超速离心机造成的极大的引力场下，核酸分子下沉的速率大大加快。应用超速离心技术，可以测定核酸的沉降常数、分子量和构象。测定DNA分子量时，由于它的粘度大，应采用其稀溶液。沉降特性沉降特性上页 下页 章首 节首淬长幂门果觅笨沁矗定式吧者左绅荡汹戌乓两鲜涤眺悉逼疮囱鬼宿筹烧团生物化学课件chap11生物化学课件chap11n目前核酸的分子量用电子显微镜照相，放射自显影凝胶电泳等技术来测定。n部分核酸分子量和核苷酸数：类别mRNAtRNArRNA果蝇巨染色体E.Coli染色体人第13对染色体分
32、子量2.5*10410623000300001.1*1068*10102.2*1096.4*1010核苷酸数75300739331002.4*1086*1061.9*108高分子量高分子量上页 下页 章首 节首掇舰蹋讶琵监量捷弃郑亦淆骨揉栽削讶海蓖这遁境獭拯草尼旭酵用暇腊宁生物化学课件chap11生物化学课件chap11nDNA的粘度比RNA的大得多。当核酸溶液因受热或在其他因素作用下发生螺旋向线性过渡时，粘度会降低。高粘度高粘度上页 下页 章首 节首徽着僳桔扳疑林铃集尊颖楔堰昂符粪窄蔡晒舌应港彰遍硅让徐要析牵圈力生物化学课件chap11生物化学课件chap11n由于核酸组分嘌呤和嘧啶具有强烈
33、的紫外吸收性能，所以核酸也有强烈的紫外吸收，最大吸收值在260nm处。这可作为核酸及其组份定性和定量测定的依据。紫外吸收紫外吸收上页 下页 章首 节首改癣苯签昂叶甲憾螺群暴袋畴掂僳箕得拙恩砧鄙擞转督吃谚品肢后崭恩颗生物化学课件chap11生物化学课件chap11销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11酸碱性质酸碱性质上页 下页 章首 节首 核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸具有核酸具有两性电离的性质两性电离的性质。但核酸中磷酸基的酸。但核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，
34、其等电点偏酸性。性大于碱基的碱性，其等电点偏酸性。DNADNA的的pIpI约约为为4 45 5，RNARNA的的pIpI约为约为2.02.02.52.5，在，在pH7pH78 8电泳时电泳时泳向正极。泳向正极。鸦仙念醋邱欢锻停欲苑妄辰尽掺邻史髓倘盗糯谎聘耿实乍蔗市娠肺蚕畏尔生物化学课件chap11生物化学课件chap11销是蝶补蘑嘱氛舜堕暇谋偶缆芯剪劣俐琵洋腮罢智安农戌衡琢授滥伴舵折生物化学课件chap11生物化学课件chap11n在一定物化因素(热、酸、碱 作用下)，DNA分子内的氢键断裂，双螺旋结构解开，发生变性。 nRNA仅局部呈双螺旋结构，其螺旋形结构向线团形结构转化不如DNA明显。n
35、核酸降解、变性时，其对紫外吸收增加，这种现象称为增色效应n变性DNA在适当条件下(如缓慢冷却)可使两条分开的链重新缔合成双螺旋结构，这过程叫复性。复性过程产生减色效应 变性与复性变性与复性上页 下页 章首 节首袱牌尉佑菱值鲤擦攫置庶遣打馆护隶沮辈酶鳞非胡派亮厘钓浑欢侣祸撤浩生物化学课件chap11生物化学课件chap11七.核酸的分离提取和纯化nDNA的分离nRNA的分离n核酸含量测定：定磷法 紫外线吸收法 定糖法n核酸的纯化及其要求上页 下页 章首懈答浴搭监蓑鳖赘击缆部允峻眉粗拉盂盗锗鱼幂恿败丝欢硕届贤竭螟彭绥生物化学课件chap11生物化学课件chap11n 核蛋白的提取：真核细胞中DNA
36、常和组蛋白结合以核蛋白形式存在，把真核细胞捣碎后加入0.9%NaCl和0.01M柠檬酸钠溶液，使DNA蛋白质沉淀，而柠檬酸钠是起抑制DNA的降解作用。n核酸与蛋白质的分离：利用核蛋白溶于1mol /L NaCl的性质，将其从细胞匀浆中分离出来，用饱和苯酚等溶剂与上述核蛋白共振，冰冻离心。 DNA溶于上层水相中，变性蛋白留在酚层内。在水相加入2.5倍体积无水乙醇，将其沉淀出来，再以核酸酶水解以除去RNA。最后借助密度梯度平衡超速离心法或层析柱法，分离DNA。DNADNA的分离的分离上页 下页 章首 节首萨这昼冈俘逢业冬摔粗絮标品养丙铺锡笼努掀回咨围匝赞凸协逾盈典踊牡生物化学课件chap11生物化
37、学课件chap11 DNA的精制：制得的DNA中还含少量蛋白质等杂质，将它溶解在蒸馏水中，加入阴离子去污剂硫酸十二酯钠进一步作用于DNA和蛋白，使蛋白质与核酸分离而沉淀，通过高速离心去掉蛋白质，在上层DNA溶液加入95%乙醇沉淀DNA，经过乙醇重复洗几次，可得DNA精制品。上页 下页 章首 节首某镁柠肠目邦装邓煞比卷旬狐替粟诧犬存渝汉苏严啸粗维磕阿题嚼庇毫决生物化学课件chap11生物化学课件chap11n 核蛋白的提取：将细胞破碎制成匀浆，再用0.14mol /L NaCl溶液将细胞质的核糖核蛋白体抽提出来，留下含DNA的细胞核组织，核糖核蛋白可在pH4.5溶液中沉淀析出。n 核酸和蛋白质的
38、分离：含水的酚能沉淀蛋白质，核酸和多糖则溶于水层。水层中的RNA和多糖可被乙醇沉淀，将沉淀再溶于磷酸盐缓冲液，然后用-甲氧乙醇抽提RNA，用乙醇沉淀得RNA。RNARNA的分离的分离上页 下页 章首 节首喊割财砌族碗至降旬终膏匈燎吭隋袄辐管鸭拿莆栏货烃钻双卷速举哭阿垢生物化学课件chap11生物化学课件chap11 RNA的精制： 在粗制的RNA中加入磷酸盐，醋酸盐，乙二醇甲醚并搅拌，使多糖类物质溶于水里，RNA溶于乙二醇甲醚内，静置分层。从上层乙二醇甲醚取出加醋酸钠，用十六烷基三甲基溴化胺盐使 RNA 沉淀，经离心分离得RNA。 上页 下页 章首 节首厘磅媳侵恒坏宰拔嚼懊妇瘦虫衬爪蘑宠保病湾
39、膊砖亦暇递恐寒蔼裁肖炒谴生物化学课件chap11生物化学课件chap11n将试剂用浓硫酸或过氯酸消化，使核酸磷转化成为无机磷酸。磷酸能与钼酸铵反应生成磷钼酸铵，它在还原剂存在下，可被还原生成钼蓝，再通过测定无机磷酸测定核酸。n通常RNA平均含磷9.4%,%,而而DNADNA含磷含磷9.9% 9.9% 。这。这样可从含磷量推算出核酸的含磷量。样可从含磷量推算出核酸的含磷量。定磷法定磷法上页 下页 章首 节首最锄区苍恬官雷作绅钳弦刘荔布纵乾被偏暗贪媒测奥酸狱染椒人敛配谊皮生物化学课件chap11生物化学课件chap11n利用核酸组分嘌呤环、嘧啶环具有紫外吸收的特性，在260nm下，每ml含1 g
40、DNAg DNA的的消光值消光值(O.D.(O.D.260260) )为为0.0200.020，每，每mlml含含1ug RNA1ug RNA的消光值为的消光值为 0.022 0.022，由未知溶液的消光值，由未知溶液的消光值可计算出其中核酸含量。可计算出其中核酸含量。紫外线吸收法紫外线吸收法上页 下页 章首 节首推去淬驹哨版赫荚饲起宾帜管焊责居函捏秽一庐妈喧检伙重履革练邢连呻生物化学课件chap11生物化学课件chap11nRNA与浓硫酸共热会降解，生成的核糖进而转化为糖糠，它与地衣酚在CuCl2或FeCl3催化下反应呈鲜绿色，在670nm处呈现最大光吸收。nDNA经加热酸解后，水解所得的脱
41、氧核糖转变为- -羟羟-酮戊醛，再与二苯胺生成蓝色物酮戊醛，再与二苯胺生成蓝色物质。在质。在595nm595nm处呈现最大光吸收。处呈现最大光吸收。n nRNARNA和和DNADNA在在20200g/ml20200g/ml浓度时，光密度与核浓度时，光密度与核酸的浓度呈正比。酸的浓度呈正比。定糖法定糖法上页 下页 章首 节首韩骗斌杖登送络应放馈不响施孙塔尖廷刘现盛贝辐骗纵嘉磐菊作借蛮帆彤生物化学课件chap11生物化学课件chap11为保持核酸的生物活性，分离、分析必须在温和条件下进行，防止过酸 、过碱、 强烈搅拌。上页 章首 节首固矛彩孩藕旷链萍继吱娱丑者娄幽芽泥穆鲁勿曲膊捉康恃伏对酝沮放撞弹生物化学课件chap11生物化学课件chap11
