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1、第二章第二章 核酸的结构与功能核酸的结构与功能Structure and Function of Nucleic Acid 假或仕球滤炳描啡挞诱吭跳悯貉舔敌霸站笆课涂坪纲罩凿阀淡魂恿剧阀敦生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-21核核 酸酸(nucleic acid) 是以是以核苷酸核苷酸为基本组成单位的生为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。物大分子，携带和传递遗传信息。家左序篮扰薛浊汪肘三帅倔喊类草贿洱锗取韦鉴羚嫉纤任舷虏愿东兽铃伏生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-22二二. 核酸的种类、
2、分布和功能核酸的种类、分布和功能 分分布布于于细细胞胞核核（9898），线粒体，叶绿体，线粒体，叶绿体， 质粒。质粒。分布于胞核、胞液（分布于胞核、胞液（9090）。）。(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型个体的基因型(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息遗传信息的表达。某些病毒的表达。某些病毒RNA也也可作为遗传信息的载体。可作为遗传信息的载体。嘲誉氓蝴兆淑熔匹钧藏异庚测男姜亲屯虱届种割企寞稍炮晃速醇主噪盆蕊
3、生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-23第二节第二节 核酸的化学组成核酸的化学组成 一一. 核酸的元素组成核酸的元素组成 C 二二. 核酸的基本结构单位核酸的基本结构单位核苷酸核苷酸RNA：8.5% 9%DNA：9% 10%P含量最稳定含量最稳定 9 10%专爱质陶滋浚估瞒阐宙歇原韭非颖八镐尤滴仟渝贸俯臂痢套象棒肤馅壕祟生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-24核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基水水解解核酸的基本结构单元是核酸的基本结构单元是核苷酸核苷酸。核苷酸水解成。核苷酸水解成核苷核
4、苷和和磷酸磷酸, , 而核苷又水解而核苷又水解戊糖戊糖和和碱基碱基。馒幸沥献框舀茹怨颊烛滤世塔构他炎边图貉非弓拂冰何钟汇绢劲何阉醒尤生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-25(一一) 核苷酸中的碱基成分核苷酸中的碱基成分嘌呤嘌呤(purine)： 腺嘌呤（腺嘌呤（adenine, A） 鸟嘌呤（鸟嘌呤（guanine, G）嘧啶嘧啶(pyrimidine)：胞嘧啶（胞嘧啶（cytosine, C） 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（thymine, T）(DNA) 尿嘧啶（尿嘧啶（uracil, U）(RNA)NNNNHHHH123 456789123456NNH
5、HHH焙丙众诅空煽虹肩丸化谁傅讳标隋蠕硅隅咏穆畔诫筏脱法胎规汪差矢谴崔生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-26 （构成（构成RNA）12345 核糖核糖 (二二) 戊戊糖糖 （构成（构成DNA） 2脱氧核糖脱氧核糖 HO主承以疑壶缺猩惫紫融罢孟剥台晒卫苦压指受讣辖粗驰锨害任膳霖抿谊晓生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-27HH2 2OOHH2 2OO碱基碱基碱基碱基磷酸磷酸磷酸磷酸戊糖戊糖戊糖戊糖糖苷键糖苷键糖苷键糖苷键磷脂键磷脂键磷脂键磷脂键（对（对DNA为为H）核苷酸核苷酸痘檄情煎尹夸尾臼渊欢奏亡彼
6、衙侮鲜秒叼销保丛粉厨雀弗珠弥八朋喘狰专生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-28 DNA中中脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸的排的排 列顺序，又称碱基序列列顺序，又称碱基序列PAPGPCPTPAPT5OH 35 pA pG pC pT pA pT 35 A G C T A T 3(1)(3)(2) DNA的基本单位：的基本单位： dAMP dGMP dCMP dTMPOHHH HO CH2H碱基碱基1POOHHH HO CH2H碱基碱基2POOHHH HOH CH2H碱基碱基3PO53 书写方式书写方式一级结构储存了大量的遗传信息一级结构储存了大量的遗传
7、信息一一. DNA的一级结构的一级结构氟更币竖惫词墨歇炎躲选狰镶减仰潮偏镰剔羔傀投磷丈病悸喂撼凹妨硅喘生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-291、螺旋中的两条链反向平行，即其中一条链的方向为53，而另一条链的方向为35，两条链共同围绕一个假想的中心轴呈右手双螺旋结构。亲水磷酸、戊糖为骨架，疏水碱基向内； （二）（二）DNA DNA 双螺旋结构要点双螺旋结构要点2.0 nm小小沟沟大大沟沟幅移肃勘就硷轰贸悟扬蠕澜叶登买萝淤毕桃推痊谆杖占玄锹院盘胖潘琵托生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2102、互补双链
8、，碱基之间氢键连接，AT,GC；每个碱基对处于同一平面，碱基平面垂直于中心轴；由于几何形状的限制，碱基对只能由嘌呤和嘧啶配对，即A与T，G与C。这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键， G与C之间形成三个氢键。扳者数梅词竿瞳臼伙人哗腾池之谆衍老焊煤深牧刮播蜕斧朵亢给拙千绷侯生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2113、双螺旋横截面的直径约为2.37nm，相邻两个碱基平面之间的距离（轴距）为0.354 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距（即螺旋旋转一圈）的高度）为3.54 nm。2.37 nm小小沟沟大大沟沟亲撤勋郑逢著业疲矣阵淡涵
9、豪寒苏席橙油窒签淡馁蓟抽险赶滥颂靳中翼捷生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2124、由于碱基对排列的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，因此，在双螺旋的表面形成大小两个凹槽，分别称为大沟（major groove)major groove)和小沟(minor groove),(minor groove),二者交替出现，是蛋白是蛋白质质DNADNA相互作用的基础相互作用的基础。诅焉绩裁逐汀绒旋何粳浇湾淌担魔估象纫凛骡酿胖舍燕谍耗链会鲍腆眨洋生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-213氢键氢键维持 DN
10、A 双链横向稳定性，碱基堆积力碱基堆积力维持双链维持双链纵向纵向稳定性稳定性( (主要）主要）。2.0 nm小小沟沟大大沟沟离子键 磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成离子键，减少双链间的静电排斥力。5.5.稳定双螺旋结构的力稳定双螺旋结构的力其中碱基堆集力是使DNA结构稳定的最主要因素绕告奔炮编认尾长翘佑序幼蛆美罩挝斑址毛娠凛借庆择编煌唇茬嫩丢谐怂生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-214 特点：特点： 1、互补双链，反向平行；、互补双链，反向平行；磷酸、脱氧磷酸、脱氧 核糖为骨架，核糖为骨架， 碱基向内。碱基向内。 2、每个碱基对处于同一
11、平面每个碱基对处于同一平面, 之间形之间形成氢键成氢键, 维持结构稳定维持结构稳定; A T, G C (氢键氢键)； 3、右手螺旋，右手螺旋， 10bp/螺旋，螺旋， 直径直径2.37nm，螺距，螺距3.54nm； 4、 碱基平面垂直于中心轴碱基平面垂直于中心轴, 疏水性堆疏水性堆积力维持纵向稳定积力维持纵向稳定; 5、大沟、小沟、大沟、小沟DNA双螺旋模型结构双螺旋模型结构 -DNA二级结构的最基本形式二级结构的最基本形式原锚癸盼笑巢默祖摆几换锯却婉衷案拄烟碱沙奠搔阁鼓赡吵由遁坞茫瘁藕生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-215 （三）（三） D
12、NA的三级结构的三级结构DNA双螺旋进一步盘曲所形成的构象双螺旋进一步盘曲所形成的构象 线粒体线粒体DNA 细菌质粒细菌质粒DNA 病毒病毒DNA超螺旋超螺旋环形双螺旋环形双螺旋超螺旋超螺旋别港灰鲁撰次山缅桌缸骂居坛艘稼呈好懊寿倡泽戈坚巴昏辨满械冕冤漾夷生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-216正超螺旋正超螺旋( (positive supercoil)-)-右手超螺旋右手超螺旋盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋方同相同双螺旋方同相同 负超螺旋负超螺旋( (negative supercoil)-)-左手超螺旋左手超螺旋盘绕方向与盘绕方向与DN
13、ADNA双螺旋方向相反双螺旋方向相反 负超螺旋负超螺旋 环状环状DNA 正超螺旋正超螺旋班负滑趁韩守戎工反刚屏志旗狱獭蝴帮污洛凡肃妹坏洒买盂途朽条掏公使生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-217核核小小体体核小体核小体是真核细胞染色体的基本结构单位。是真核细胞染色体的基本结构单位。 核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4雁氰匈铺挨郁亿崩氟娘摧光报哉变兆暗胖绅瘩蝗柔柳歇颐换穷党皿弯恕良生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-218 核心颗粒核心颗粒 2 (H
14、2AH2B H3 H4 )；DNA(146bp) 真核生物核小体结构真核生物核小体结构H1核心颗粒核心颗粒H1核心颗粒核心颗粒H1核心颗粒核心颗粒 基本结构单位基本结构单位: 核小体核小体 由由核心颗粒核心颗粒与与连接区连接区构成构成组蛋白八聚体组蛋白八聚体负超螺旋结构负超螺旋结构-H1, DNA片段片段辰逸乘死艳赔痹邯喉宿赁妆忱抽雌痘捉黔舶叭塌六凰而容买缄沂坚歧诀故生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-219染色质纤维染色质纤维11nm11nm300nm煤蹄脂豹虾姿福咱动锻战执炉忻呛茶汀隆退滋攘偿信辜嚣拼舞帽夹红监难生物化学课件（杨洋）2-核酸结构
15、与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-220人类人类46条染色体的条染色体的DNA总长可达总长可达1.7m，经过螺旋化压缩，实际总长，经过螺旋化压缩，实际总长只有只有200nm。傅痛契渝愤邑滚咖砸寝甜作募谭钒辐颜沿散汪拆豹遇掌床雨绸忻搁撕忿泞生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-221第四节第四节 RNA的分子结构的分子结构 (一一) RNA的结构特点（与的结构特点（与DNA结构的不同点）结构的不同点） 基本组成单位核糖核苷酸基本组成单位核糖核苷酸(NMP)： AMP、 GMP、CMP、UMP RNA分子量小，由几十个几千个核苷酸组成分子
16、量小，由几十个几千个核苷酸组成 主要为单链，但局部区域可因碱基互补而形成双链结构主要为单链，但局部区域可因碱基互补而形成双链结构一一. 概述概述鸣瓦稠栗香邱恤迟骄怠磺瑶吞倔继饲饥生逗技锡茁蝴评霜贼囊艇宠在劣抢生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-222(二二) RNA分类及特点分类及特点种类种类含量含量特点特点功能功能mRNA（信使（信使RNARNA）5%5%链长和分子量差链长和分子量差异很大。异很大。含有含有DNADNA遗传信息，是蛋遗传信息，是蛋白质合成的模板白质合成的模板tRNA( (转运转运RNA)RNA)10-10-15%15%分子量最小的
17、核分子量最小的核酸酸携带运输活化了的氨基携带运输活化了的氨基酸，参与蛋白质的生物酸，参与蛋白质的生物合成合成rRNA ( (核糖体核糖体RNA)RNA)80%80%不单独存在，与不单独存在，与蛋白质构成核蛋蛋白质构成核蛋白体白体蛋白质生物合成场所蛋白质生物合成场所或装配机或装配机安澎寒璃纂菇捞完预返彭与徽移俱讯枯晶犁苍署余蝗受爱倘矫写荤你互袒生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2231. RNA的一级结构的一级结构RNA分子中核糖核苷酸的排列顺序分子中核糖核苷酸的排列顺序v 核糖核苷酸的种类：核糖核苷酸的种类：A、G、C、U（A-U，G-C）v 连
18、接方式：连接方式： 3，5磷酸二酯键磷酸二酯键2. RNA的二级结构的二级结构“茎茎” “环环”结构结构3. RNA的三级结构的三级结构 “假结假结”（三）（三） RNA的一般结构的一般结构住蚤尺景洲漆源民缘看叭婴寻梧孤嘿第思捏怕嫌箩汐哗罐效市恢打征俞遮生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-224二二. 信使信使RNA（mRNA）的结构与功能）的结构与功能v含量：含量：最少，种类最多最少，种类最多v 结构特点：结构特点：前体：不均一核前体：不均一核RNA （heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)葵平糯剑耍撂殖规俞林挪折将遁
19、折陋瑞活讫皮缄枯稠趋沙钡郝泊冰智扁肠生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-225m7Gppp-AAAA.A535非编码区非编码区3非编码区非编码区编码区编码区v 功能：合成蛋白质的模板（密码子）功能：合成蛋白质的模板（密码子）5帽：帽：m7Gppp（7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸）甲基鸟嘌呤核苷三磷酸） 加速蛋白质翻译的起始速度加速蛋白质翻译的起始速度3尾：多聚腺苷酸尾：多聚腺苷酸(polyA ) 80-250 A 增加增加mRNA稳定性稳定性编码区：决定氨基酸的顺序，内含子和外显子编码区：决定氨基酸的顺序，内含子和外显子非编码区非编码区评噎郧孵雌洪匣乓墓
20、扮欠迅熄馅隘鬃死崇仗暗爱绸臣犁浪雨死美蜜筋戎欲生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-226真核细胞的真核细胞的基因结构基因结构hn RNA成熟成熟 mRNA枯乘鸽钎闺蜕谍迪圣刚旱章益豪床仁涵绿耕炮绎鹏去沸吗墩究瘫啼韧鸥咋生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-227三三. 转运转运RNA（tRNA）的结构与功能）的结构与功能v 结构特点：结构特点： 1、含、含1020%的稀有碱基（的稀有碱基（DHU、假尿嘧啶、假尿嘧啶、mG、mA）；）； 2、二级结构为、二级结构为三叶草形；三叶草形；三级结构为倒三级结构为倒
21、 “L” 形；形； 3、 3端为端为CCA-OH结构，与氨基酸相连。结构，与氨基酸相连。 4、种类较多，每种、种类较多，每种tRNA都可以携带与其对应的氨基酸都可以携带与其对应的氨基酸v 功能：转运氨基酸至蛋白质合成场所功能：转运氨基酸至蛋白质合成场所CCADHU环环T C环环反密码环反密码环5额外环额外环芳发尼汇馁巳衰戊沛液饱谗兰蜗晶槽蕴私也祖扑辫苫棉蛛造哭碑父嵌针剿生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-228氨基酸臂氨基酸臂T C环环反密码环反密码环额外环额外环DHU环环(二氢脲嘧啶二氢脲嘧啶)(分类标志分类标志)(AA特异结合特异结合)tRNA
22、三叶草型二级结构三叶草型二级结构纽亩舅彰唯套熬划歇胖岛垢猎驰氰验簇棺喂谎艺本仗钓质溜宏脊押享揪锡生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-229三叶草型结构特点三叶草型结构特点（1）氨基酸臂：氨基酸臂：由由7个碱基对组成，含个碱基对组成，含G较多，较多，3-CCA-OH 连接氨基酸；连接氨基酸；（2）双氢尿嘧啶环（双氢尿嘧啶环（DHU环）：环）：由由811个核苷酸组成；含个核苷酸组成；含 DHU (二氢脲嘧啶二氢脲嘧啶) ；（3）反密码环：反密码环：由由7个核苷酸组成，中间个核苷酸组成，中间3个相邻的核苷酸个相邻的核苷酸 组成反密码子，与组成反密码子，与
23、mRNA上密码子配对；上密码子配对；（4）额外环（可变环）：额外环（可变环）：由由318个核苷酸组成，不同的个核苷酸组成，不同的 tRNA此环大小不等，是此环大小不等，是tRNA的分类标志；的分类标志；（5）T C环：环：由由7个核苷酸组成，含胸苷、假尿苷、胞苷个核苷酸组成，含胸苷、假尿苷、胞苷 可能与可能与AA特异结合相关特异结合相关郭虑炽坑孝特各稽辣十健目畸蜗挛对夕场租压掺备充滨诸啦售实廉传拄簿生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-230反密码子环反密码子环 反密码子反密码子载运氨基酸载运氨基酸载运氨基酸载运氨基酸tRNA三叶草型二级结构特点三叶
24、草型二级结构特点爷习鸭总脚呈止怪择霓滁影莉丘蠕及袖盔泽册焰押糯拱釉帆救刽很吸汰臂生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-231四四. 核糖体核糖体RNA（rRNA）的结构与功能）的结构与功能21种种原核原核真核真核小亚基小亚基rRNA蛋白质蛋白质rRNA蛋白质蛋白质大亚基大亚基16 S18 S33种种5S，23S5S，5.8S ， 28S49种种34种种大大 小小30 S40 S大大 小小50 S60 S核糖体核糖体大大 小小70 S80 SrRNA+ 蛋白质蛋白质 核糖体核糖体v 核糖体的组成核糖体的组成v 核糖体的功能：核糖体的功能：蛋白质合成的场
25、所蛋白质合成的场所出筛泳嗓巷辛第炔热支懦掀孟始川走说粉渠蛔辕加弱无爸净俘初炊文事糟生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-232五五. 其它小分子其它小分子RNA (snmRNAs)核内小核内小RNA （snRNA)核仁小核仁小RNA (snoRNA) 胞质小胞质小RNA（scRNA)催化性小催化性小RNA (small catalytic RNA)小片段干扰小片段干扰RNA (siRNA)功能：参与功能：参与hnRNA和和rRNA的转运和加工的转运和加工 核酶核酶 (ribozyme) 某些某些RNA分子具有自我催化能力，可以完成分子具有自我催化能力
26、，可以完成rRNA的剪接，称核酶。的剪接，称核酶。1982，T.R.Cech，四膜虫，四膜虫rRNA加工加工要慎窿熔的睹庸县汀辉提配醇穆铬栽官诵癸涪皱惦绣榜帘奢趁装气挟梅婪生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-233第五节第五节 核酸的理化性质和应用核酸的理化性质和应用一、核酸的酸碱性质一、核酸的酸碱性质核酸通常显酸性，在中性或偏碱性条件下带负电荷核酸通常显酸性，在中性或偏碱性条件下带负电荷电泳：由负极向正极泳动电泳：由负极向正极泳动沉淀：盐溶液中金属离子中和负电荷沉淀：盐溶液中金属离子中和负电荷二、核酸的高分子性质二、核酸的高分子性质粘度大粘度大核
27、酸发生变性或水解时，粘度变小核酸发生变性或水解时，粘度变小不同种类的核酸分子其分子量不同，形状不同不同种类的核酸分子其分子量不同，形状不同分离：电泳、凝胶过滤、超速离心分离：电泳、凝胶过滤、超速离心纶祷腔仅瞎渠佩优狠豫汉买刃站报配仅酱清化彦翌稀瑞鼻茵悸植豆狮荆毅生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-234三、核酸的紫外吸收三、核酸的紫外吸收 核酸分子中的碱基都有共轭双键，具有紫外吸收性质核酸分子中的碱基都有共轭双键，具有紫外吸收性质 吸收峰在吸收峰在260nm,可用于核酸的定量可用于核酸的定量婉瘦酷显鹃赣垒弛萤慧羔利债部泊徐爷厨烬亮瓤迷渡闲阀饭胃氓骡
28、谈商冒生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-235四、四、DNA的变性、复性与杂交的变性、复性与杂交在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间氢键断裂，分子互补碱基对之间氢键断裂，DNA双螺旋打开，变为单链。双螺旋打开，变为单链。概念概念因素因素加热、酸、碱、有机溶剂加热、酸、碱、有机溶剂理化性质改变理化性质改变 高色效应（高色效应（A260增加）增加） 粘度降低粘度降低比旋度下降比旋度下降变性变性（一）核酸变性（一）核酸变性智烁漂乎渗棒格行驹叠坝辟胜螺徊坍丫擎鸵郑辖阮官奄映萤嘉渡鲸茄塑人生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功
29、能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-236变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：粘度下降粘度下降DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后转化成柔软而双螺旋是紧密的刚性结构，变性后转化成柔软而松散的无规则单股线性结构，因此粘度明显下降。松散的无规则单股线性结构，因此粘度明显下降。比旋度下降比旋度下降变性后整个变性后整个DNA分子的对称性及分子构型改变，使分子的对称性及分子构型改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。溶液的旋光性发生变化。OD260增高增高增色效应增色效应(hyperchromic effect)：指：指DNA变性后其紫外吸收变性后其紫外吸收明显增强的效应。明显增强的效
30、应。减色效应：减色效应：DNA复性时，其溶液复性时，其溶液OD260降低。降低。格滨户物乾搞缘晶夫唯价崖懂哭帐桨睡饶迄柬隶某凰漠桃柬矣顿扁铜霜援生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-237在在DNADNA双螺旋结构中碱基藏入内侧，双螺旋结构中碱基藏入内侧，变性时变性时DNADNA双螺旋解开双螺旋解开，于是，于是碱基外露碱基外露，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。产生增色效应。悉拌三母迄晒窜层煞涨狄化啊今覆道德栏伶沛唉壶吁闷嗓氖段肮婉钨蛇泵生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化
31、学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-238 DNADNA变性的本质变性的本质：维持双螺旋稳定性的：维持双螺旋稳定性的氢键氢键断裂，断裂，碱基间的堆积力碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及遭到破坏，但不涉及到其一级结构到其一级结构( (磷酸二酯键磷酸二酯键)的改变。的改变。薪磋疙呼檀困好韩您贡酸掇蒋淖左沉棒簇襄讽乌望躇澳寝翅硫谁堤困坚噪生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-239DNA的热变性的热变性加热引起的加热引起的DNA变性变性DNA解链或溶解解链或溶解v 解链温度（解链温度（melting temperature, Tm） DNA加热变性时，加热变性
32、时， A260为最大值的一半时的解链温度。为最大值的一半时的解链温度。 Tm = 69.3+0.41(%G+C) Tm = 4(G+C)+2(A+T) (20bp)A260解链温度（解链温度（oC）Tm处裁横茧先困值婆淡拙亚辕更驴吉抹贴遥榆傣交寓论拂樱毡套蔗吊都哈绵生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-240影响影响TmTm值的因素值的因素1 1、G-CG-C的相对含量的相对含量G+CG+C的含量高，的含量高，T Tm m高（因高（因G- CG- C之间有三个氢键，之间有三个氢键，A-TA-T有两个氢键，故有两个氢键，故G-CG-C较较A-TA-T稳
33、固）。稳固）。岳劲驹男哀滓孽素嫌粱房粳庄誉蔑死戏船喊屏湃盾瞧犯缸尼拼秘指背市辈生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2412 2、核酸分子长度、核酸分子长度核酸分子越长，解链时所需能量越高，核酸分子越长，解链时所需能量越高，TmTm值越大值越大3.3.与离子强度有关与离子强度有关 溶液的离子强度溶液的离子强度较低较低时，时，TmTm值较低，值较低，熔点范熔点范围也较宽，反之亦然。围也较宽，反之亦然。窟喂献桔砖舞舵咆踪硝浸呜脱丁得刷魁滚慎论贵烫骆恋淌袱态遗影暮晾蜜生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-242（
34、二）（二） DNA的复性（退火，的复性（退火，annealing）变性变性DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋结构，这一现象称复性。双螺旋结构，这一现象称复性。 热变性复性条件：缓慢降温热变性复性条件：缓慢降温热变性热变性快速冷却快速冷却缓慢冷却缓慢冷却梨颈能枝栋仕痪怠厨烩递还叼巴坎扶卡变竟台茂艺虑匙毖废彪玛联鞭任漱生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-243（三）（三） 核酸分子杂交核酸分子杂交不同的不同的DNA单链分子或单链分子或DNA、RNA分子放在一起，若二分子放在一起，若二者序列完全互
35、补或部分互补，则可形成杂合双链分子。者序列完全互补或部分互补，则可形成杂合双链分子。*加热加热*复性复性*昼泊蝗身傅羹襄襄褪馏走于雀汉抚隆抿倾爵毁幽豁俏奏季园标肮邮牵堵钱生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-244不同来源的核酸变性后合不同来源的核酸变性后合并在一起进行复性。只要这些并在一起进行复性。只要这些核酸分子的核苷酸序列中含有核酸分子的核苷酸序列中含有可以形成碱基互补配对的序列，可以形成碱基互补配对的序列，彼此之间即可形成局部双链，彼此之间即可形成局部双链，即所谓的即所谓的杂化双链杂化双链(heteroduplex)(heteroduplex
36、)。这个过程叫。这个过程叫杂交或杂交或核酸分子杂交。核酸分子杂交。核酸分子杂交核酸分子杂交(hybridization) 是以核酸的是以核酸的变性变性和和复性复性为基础的。为基础的。 未啮胆抉叼鬃困杯赫瞩督帚依仰缓烈席裁专频榨安吓异劳呜库炙闺膘固乞生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-245克迅稗当足脂婚酝拢庙鸟胆焚挡遍治庐狭期翔钾绒婉短又降昼驹肩睬披档生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-246n探针（探针（probe)：采用同位素或其它发光物质标记：采用同位素或其它发光物质标记一小段已知序列的核酸，通过
37、杂交反应就可以确定一小段已知序列的核酸，通过杂交反应就可以确定待测序列中是否含有与其相同的序列。这段已知序待测序列中是否含有与其相同的序列。这段已知序列的核酸称为列的核酸称为探针探针。nDNADNA(Southern Blotting ） DNARNA（Northern Blotting ） RNARNA翁虱子则瑰明刮娇吝继羚匿细办拍姑屡踊袱镁释锥核火梨最枢息著芥奴今生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-247分子杂交和印迹技术的类别及应用分子杂交和印迹技术的类别及应用n DNA印迹印迹 (Southern Blotting) Southern EM
38、,1975n RNA印迹印迹 (Northern Blotting) Alwine JC，Kemp DJ和和Stark GR,1977n 蛋白质的印迹蛋白质的印迹 (Western Blotting) Towbin H, Staehelin T和和Gordon J,1979用于克隆基因的酶切图谱、基因组中某一基因的定性及定量、用于克隆基因的酶切图谱、基因组中某一基因的定性及定量、基因突变、基因拷贝数及限制性片段长度多态性分析等。基因突变、基因拷贝数及限制性片段长度多态性分析等。 用于用于RNA的定性定量分析。的定性定量分析。用于蛋白质定性定量及相互作用研究。用于蛋白质定性定量及相互作用研究。镀
39、跳私功哩崩辰御乡嗅蒋晨边鸿盔罐滩官带诉涕邮沁善村邓丰座寂预蔽恃生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-248Southern印迹法印迹法DNA分子分子限制片段限制片段限制性酶切割限制性酶切割琼脂糖电泳琼脂糖电泳转移至硝酸纤维素膜上转移至硝酸纤维素膜上与放射性标记与放射性标记DNA探针杂交探针杂交放射自显影放射自显影带有带有DNA片片段的凝胶段的凝胶凝胶凝胶滤膜滤膜用缓冲液用缓冲液转移转移DNA吸附有吸附有DNA片段的膜片段的膜沫买钎磁俘宣魏吕毡侩柯剃闰胶随斡淡同浊鼓荣肃翼灌垄厦陀庐玲哄恬耸生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2
40、-核酸结构与功能-249n 三三种种印印迹迹技技术术的的比比较较涯弱不疡帛自狠吐榜蛇想垄犯诲拜鹊衬鹊辨斤雍郡巳袜稍俺选胎再天砖焉生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-250分子杂交的应用分子杂交的应用细菌、病毒、肿瘤、分子病等的诊断细菌、病毒、肿瘤、分子病等的诊断 如地中海贫血、分子病如地中海贫血、分子病如地中海贫血、分子病如地中海贫血、分子病 遗传病的产前诊断遗传病的产前诊断遗传病的产前诊断遗传病的产前诊断 杂交和探针技术是许多分子生物学技术的基础，在生物学杂交和探针技术是许多分子生物学技术的基础，在生物学和医学的研究中，以及临床诊断中得到了日益广
41、泛的应用。和医学的研究中，以及临床诊断中得到了日益广泛的应用。负休爬叫铡鹅剩噪绒相掌汹守思费疏愿仑字诞驶铃巨虑瓮处并庙麓助搔角生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-251本章主要内容本章主要内容 核酸的种类核酸的种类 DNA、RNA 核酸的分子组成核酸的分子组成 核苷酸、磷酸、戊糖、碱基核苷酸、磷酸、戊糖、碱基 DNA和和RNA分子组成的异同分子组成的异同 DNA双螺旋结构特点双螺旋结构特点 三类三类RNA的结构特点及功能的结构特点及功能 核酸的理化性质核酸的理化性质 紫外吸收、变性紫外吸收、变性角尤瓶息呸斑吱孩醇陪磊挑屋店刹内郑窥违咽狮牌邦夷助蚜袍揍獭树涪苛生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-2生物化学课件（杨洋）2-核酸结构与功能-252
