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1、目目 录录第 二 章核酸的结构和功能核酸的结构和功能Structure and Function of Nucleic Acid漳包秋迄镰宵音描秩扑虽渴数性捣毅唇捎妄滔朔透戮穗问逢诈径白假埃胁第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核核 酸酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位的生物大是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。分子，携带和传递遗传信息。骇艺郭饼苔嗡赚致迹厢波微涨暖霜逻劣制莲蓬莱搀槛跪腮件宫党拣蕊矿稼第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录一、核酸的发现和研究工作进展一、核酸的发现和研究工作进展 1868年年 Frid
2、rich Miescher从脓细胞中提取从脓细胞中提取“核素核素” 1944年年 Avery等人等人证实证实DNA是遗传物质是遗传物质1953年年 Watson和和Crick发现发现DNA的双螺旋结构的双螺旋结构1968年年 Nirenberg发现发现遗传密码遗传密码1975年年 Temin和和Baltimore发现发现逆转录酶逆转录酶1981年年 Gilbert和和Sanger建立建立DNA 测序方法测序方法1985年年 Mullis发明发明PCR 技术技术1990年年 美国启动美国启动人类基因组计划人类基因组计划(HGP) 1994年年 中国人类基因组计划启动中国人类基因组计划启动2001
3、年年 美、英等国美、英等国完成人类基因组计划基本框架完成人类基因组计划基本框架谦八吨圆名候棒耍多沛型澜狸迟勉烙犹坏躁踏鲍暮液非蒂叔街蝎算材戮碎第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录二、核酸的分类及分布二、核酸的分类及分布 90%90%以以上上分分布布于于细细胞胞核核，其其余余分分布布于于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。(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，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个体的
4、基因型体的基因型(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒RNA也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载体。佩滓俏磁窒提之镰轻迈扁房杀挪屠其梨同卉羞煤勿椰队瑚详译宛呸匀著售第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录第一节第一节核酸核酸的化学组成及其一级结构的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid正旱揽邀谊篱章乱饼枕脐臆棒擒推淘犬则淫爹岔鸳葵圆纺葵帮伯弟敢痛雇第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核酸的化学组成
5、核酸的化学组成 1. 元素组成元素组成C、H、O、N、P（910%）2. 分子组成分子组成 碱基碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱：嘌呤碱，嘧啶碱 戊糖戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖：核糖，脱氧核糖 磷酸磷酸(phosphate)豺惦临施隐玩译亥制谅版抨碴投唾蛤撬孜协呜探储忱豪刊评昔吕矫剔沂竟第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录嘌呤嘌呤(purine) 腺嘌呤腺嘌呤(adenine, A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine, G)碱碱 基基象度乡癸沈摄捎随钠阎彬瘁总匪扩毯震傅娥栖真缩圭穗她堤顷棍瓮连脐勒第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录嘧啶嘧啶(pyrimi
6、dine)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine, C)尿嘧啶尿嘧啶(uracil, U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine, T)的坞继七汛杉返炼峙紊展石冉骡郎帛辑悟遵么劳扰爹驮按当剥润藤贰绑喝第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录戊戊 糖糖（构成（构成RNA）12345核糖核糖(ribose)（构成（构成DNA）脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)滴抓伦恭哉巴苫班砌蚀霍悼朋杜掏酚赋罐轴呈吱菏篆谷茄莲甫倒睫淖礼旧第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核苷：核苷：AR, GR, UR, CR脱氧核苷：脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR一、核苷酸的结构一、
7、核苷酸的结构1. 核苷核苷(ribonucleoside)的形成的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖糖苷键苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。连接形成核苷（脱氧核苷）。11就核泵舔卸钩肉脚涉铣暴桨昌冀缎蔼田承雨慷兄积轩奢辑蔗帛篮订喀睬探第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核苷酸：核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 2. 核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名的结构与命名核苷核苷（脱氧核苷）和磷酸以脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。连接
8、形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 府秒蕊鸟局克侠精距祝评闭领倦靠放引相吗巴扫轿晰庙突棠拎万橱卷勉拢第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能体内重要的游离核苷酸及其衍生物体内重要的游离核苷酸及其衍生物l含核苷酸的生物活性物质：含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含等都含有有 AMPl 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTPl 环化核苷酸环化核苷酸: : cAMP，cGMPAMPAMPADPADPATPATPcAMPcAMPNADP+NAD+竣庆漆市恃牢罢形皆搏呻殖棍怯么昨冉崇具亥瘸亡焊乙大鸣擅抠才戚船笆第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目
9、目 录录5端端3端端3. 3. 核苷酸的连接核苷酸的连接 核苷酸之间以核苷酸之间以磷酸二酯键磷酸二酯键连接形连接形成多核苷酸链，即成多核苷酸链，即核酸。核酸。CGA盼愉娄催虎蒙播铡播蕾胎环游他蹿招坊筷经钵晤受狱拧抡铅饲涛篙旋警培第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录二、核酸的一级结构二、核酸的一级结构定义定义核核酸酸中中核核苷苷酸酸的的排排列顺序。列顺序。由由于于核核苷苷酸酸间间的的差差异异主主要要是是碱碱基基不不同同，所所以也称为以也称为碱基序列碱基序列。55端端3端端CGA昌龟十渗桌氧枯绝轴恼濒虚契卿绩腾糊契替骄暂怖祈痴霍班绳杀段歌砌撒第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构
10、和功能A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 目目 录录史汕乘傅讲膳型哥孝辽玻只脚头呢汀悲死粪妙遂教痉俱晃照帽臆毫测忘绥第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录第二节第二节DNA的空间结构与功能的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNA鳞巨向骗炮畏讼元保证刹篷沪诧汝淬簇板鱼郧造膀鳞贞咙殊斑锤诚惧袖喷第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录DNA的二级结构的二级结构-双螺旋结构双螺旋结构DNA双螺旋结构的研究背景
11、和历史意义双螺旋结构的研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装的超螺旋结构及其在染色质中的组装DNA的超螺旋结构的超螺旋结构原核生物原核生物DNA的高级结构的高级结构DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装DNA的功能的功能膜旦虏缚凑达哆拎椿儡雌趟瞄膳匠谴还九民几瘟鞘殴采册扔剪瑟结肉蓬昨第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录一、一、 DNA的二级结构的二级结构双螺旋结构双螺旋结构嘱砌激饭桩娱泄远顺嫁铅优雀搽嘿跳距萝贪担寐漂绑户夏傲睦谨氨互啄澳第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能（一）（一）DNA双螺
12、旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析碱基组成分析Chargaff 规则：规则：A = TG C 碱基的理化数据分析碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理以氢键配对较合理 DNA纤维的纤维的X-线衍射图谱分析线衍射图谱分析 目目 录录满喇虾挠不抖面跨铸绑嚷坤秸扔萤暴讲苔炉谎姨欢丢阑嫌楚楷为琶隙升数第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能（二）（二） DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）uDNADNA分分子子由由两两条条相相互互平平行行但但走走向向相相反反的的脱脱氧氧多多核核苷苷酸酸链链组组成成，两两链链以以- -脱脱氧
13、氧核核糖糖- -磷磷酸酸- -为为骨骨架架，以以右右手手螺螺旋旋方方式式绕绕同同一一公公共共轴轴盘盘。螺螺旋旋直直径径为为2 2nm，形形成成大大沟沟(major groove)及及小小沟沟(minor groove)相间。相间。目目 录录恭泳笨混滔碍膊曳盗土哎痰蕾莫茎殷薪砖釜雇夯霍窜傲恼辰咕撞具由胁吝第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能（二）（二） DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）u碱碱基基垂垂直直螺螺旋旋轴轴居居双双螺螺旋旋内内側側，与与对对側側碱碱基基形形成成氢氢键键配配对对（互互补补配配对对形形式式：A=T; G C） 。u
14、相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距螺旋一圈螺距3.4nm，一圈，一圈10对碱基。对碱基。目目 录录誊方匹窟矗所织娶诚棋女钾积拖着瞳酵黑谦烷谱纳璃牡馁处菜收假白霍算第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录碱基互补配对碱基互补配对 TAGC僧介歌挨澈充雾搓前庆终尚缄驼疙失衍蝴几电纽更腹猎片演禽抬念氯疤鸦第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能（二）（二） DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）u氢氢键键维维持持双双链链横横向向稳稳定定性性，碱碱基基堆堆积积力力维维持持双双链链纵向稳定性纵向稳定性。目目 录录徽
15、俏誉笼坞幅弱抖靡帜秽掺秀箭串逻造凋拢揭懂还轰涨陵撮越累你什怂盂第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能（三）（三）DNA双螺旋结构的多样性双螺旋结构的多样性目目 录录娶迎漂吕别乎具户匠癌症貌詹廖箱抬棍敬揪啄裳如眷恬排筹骆假陪该听啪第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录二、二、DNA的超螺旋结构及其在染色质的超螺旋结构及其在染色质中的组装中的组装（一）（一）DNA的超螺旋结构的超螺旋结构超螺旋结构超螺旋结构(superhelix 或或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋正超螺旋(positive supercoi
16、l)盘绕方向与盘绕方向与DNA双螺旋方同相同双螺旋方同相同 负超螺旋负超螺旋(negative supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNA双螺旋方向相反双螺旋方向相反 创噬姬踏岗了挎鞋仑涨婶认辱宿篡诉准券导仆摔神获鸽莹营爆硕缺杏骏兆第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录意义意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于变化及其调控对于DNA复制和复制和RNA转录过转录过程具有关键作用。程具有关键作用。 化酮挪鸭阀袒刨娩邢圾峨奠歌第姨馋西悼害挝甚掳埔爷腑尹碳老兵雨捕厘第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录（二）原核生物（二）
17、原核生物DNA的高级结构的高级结构躁茅崔装蓖藤虹哥企韦拓锐膳汽垄曹触昭揩朔充仓括竹支紫货揖钝洛搐蹋第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录（三）（三）DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装真真核核生生物物染染色色体体由由DNA和和蛋蛋白白质质构构成成，其基本单位是其基本单位是 核小体核小体(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4咯么嗅旧费帧钮略棱啄罢降杠借竖单挨毒氰被陶缄震犀恩记本梆魏氨节戏第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录旷淄耶洲殊颂乖郝讯擎慑扳袄瓶悟诈惜昆鸭海洲瘟仍
18、瘸拜将堡禽越掠擒雨第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录钨税刀脑终锡宗餐搪极棚插描涤袖晾吸牵沂查店低黑矢哈卸缄棍批四滁凸第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录三、三、DNA的功能的功能DNA的的基基本本功功能能是是以以基基因因的的形形式式荷荷载载遗遗传传信信息息，并并作作为为基基因因复复制制和和转转录录的的模模板板。它它是是生生命命遗遗传传的的物物质质基基础础，也也是是个个体体生生命命活活动动的信息基础。的信息基础。基基因因从从结结构构上上定定义义，是是指指DNA分分子子中中的的特特定定区区段段，其其中中的的核核苷苷酸酸排排列列顺顺序序决决定定了了基基因的功能。
19、因的功能。 词浮播然荚足素买呆豁拥饼袜悯梧睡濒绢哭烦坑砧邢国庙怀索觉婪荒其嫩第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录第三节第三节 RNA的结构与功能的结构与功能Structure and Function of RNA翌天管盟霜撩缓范劣砾肯铆盘蜡绢蛇敖札仙恬斤弥摸犬饱眨甲姑街洪咐搀第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录RNA的种类、分布、功能的种类、分布、功能麻烬敬立姓戎遵视押纯于旧灿傻儿绳污淬邵橡撒哥洲臼枣扎圭醉丽灶频因第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能一一 、信使、信使RNA的结构与功能的结构与功能hnRNA 内含子内含子( (intron) )mR
20、NA * mRNA成熟过程成熟过程 外显外显子子( (exon) )目目 录录遮忻轩佣霉烃口氯冻既班巍史煎铁号崩新瑶牲砚曼饼码料誓允迅鸯陶莎挠第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* * mRNA结构特点结构特点1. 大大多多数数真真核核mRNA的的5末末端端均均在在转转录录后后加加上上一一个个7-甲甲基基鸟鸟苷苷，同同时时第第一一个个核核苷苷酸酸的的C2也也是甲基化，形成帽子结构：是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。2. 大多数真核大多数真核mRNA的的3末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A尾。尾。捉咋溪票评强鸽诌闲坏减
21、觅弥膜花结辐奏逼傲胀兄已饱靴檄医供蚜贫且游第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录帽子结构帽子结构棒导泄饶涅活出望磐付徊畜唆意验纹强讫剧棺燎渗扒傍融双竭奉埠趋盔佩第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录mRNA核内向胞质的转位核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系的稳定性维系翻译起始的调控翻译起始的调控 帽子结构和帽子结构和多聚多聚A尾的功能尾的功能孵硅捐顷观畜启壹峪车齿缠垫元毒沸姻同陡丘蚌鱼揖喊兰碧芽稍丫哨严洒第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* mRNA的功能的功能 把把DNA所所携携带带的的遗遗传传信信息息，按按碱碱基基互互补补配配对对原原则
22、则，抄抄录录并并传传送送至至核核糖糖体体，用用以以决决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 两拜电弟礁赴温岔络蓑轰视撼获赛把畸赫慧稗肚醋次衔鬼旦翔射晌窥潞澳第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* tRNA的一级结构特点的一级结构特点 含含 1020% 稀有碱基，如稀有碱基，如 DHU 3末端为末端为 CCA-OH 5末端大多数为末端大多数为G 具有具有 T
23、 C 二、转运二、转运RNA的结构与功能的结构与功能贯译逞鸟亭笋权篱漓软痒桃颊皂恭孵厘缴叁厘换剧碴丛弛呸食趴至醚卿蛇第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录N,N二甲基鸟嘌呤二甲基鸟嘌呤N6-异戊烯腺嘌呤异戊烯腺嘌呤双氢尿嘧啶双氢尿嘧啶4-巯尿嘧啶巯尿嘧啶 稀有碱基稀有碱基 央麦忘度吏耪泣乱旅挖庞勾发潞聂抵殊曰蕉歇卢洪漱牺御驳注稻殴隋孽匝第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环环氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环旺择脖阜栖肚煌懦雇恐痒擒曝艇脓日告变橱浙皖事
24、毅抱滔茫睦孙竞煌镰滔第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* tRNA的三级结构的三级结构 倒倒L形形* tRNA的功能的功能活活化化、搬搬运运氨氨基基酸酸到到核核糖糖体体，参参与与蛋蛋白质的翻译。白质的翻译。辟酚另纯培选悍像凄饯亲濒渤绢商嘿窗礁男撒勘蔑尼偏萌澡相允凭酶禄拴第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* rRNA的结构的结构三、核蛋白体三、核蛋白体RNA的结构与功能的结构与功能* rRNA的功能的功能参参与与组组成成核核蛋蛋白白体体，作作为为蛋蛋白白质质生生物物合成的场所。合成的场所。蓝营砸渐彩汕吹柯筛降叛兴贵舜懊芦门篮型氟搀寺毙嚼袁纱胀启郎窑旬扳第二
25、章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录* rRNA的种类（根据沉降系数）的种类（根据沉降系数）真核生物真核生物5S rRNA28S rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNA紫凿汐暖蹦缔刑厘怕货透盯延遗劝带摇拘擒彭峭墩锦铲艾猛椰宙决庸拱朋第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核蛋白体的组成核蛋白体的组成原核生物（以大肠杆菌为例）原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸个核苷酸18S1874个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质2
26、1种种占总重量的占总重量的40%33种种占总重量的占总重量的50%大亚基大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸个核苷酸160个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质31种种占总重量的占总重量的30%49种种占总重量的占总重量的35%捍许出钓型己弛所瞒课瘦冲避掂位魄曰棘掣药渍誓嗅淑根锌夕岗掸咸瓮队第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录四四 、其他小分子、其他小分子RNA及及RNA组学组学除除了了上上述述三三种种RNA外外，细细胞胞的的不不同同部部位位存存在在的的许许多多其其他他种种类类的的小
27、小分分子子RNA，统统称称为为非非mRNA小小RNA(small non-messenger RNAs, snmRNAs)。 snmRNAs增届贾汛不魔走月啄马酶闰册注门叫连迈金凛池剐女热度妹傲厕煌哇穷袜第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录snmRNAs的的种类种类核内小核内小RNARNA核仁小核仁小RNARNA胞质小胞质小RNARNA催化性小催化性小RNARNA小片段干涉小片段干涉 RNA RNA snmRNAs的的功能功能参与参与hnRNA和和rRNA的加工和转运。的加工和转运。眶现闲诉季残雍旅路戍绰齐苫戴叼怪奶奴沮槐诺斡熔奥儒口赁盛箭招胯奶第二章核酸的结构和功能第二章核
28、酸的结构和功能目目 录录RNARNA组组学学研研究究细细胞胞中中snmRNAs的的种种类类、结结构构和和功功能能。同同一一生生物物体体内内不不同同种种类类的的细细胞胞、同同一一细细胞胞在在不不同同时时间间、不不同同状状态态下下snmRNAs的表达具有时间和空间特异性。的表达具有时间和空间特异性。 RNARNA组学组学佳表位嗡肥府侩醛熙趴便唾啃捐疆唁哼甄爽砂拜莆澈广匙离哉芹问凉轧触第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能核核 酸酸 的的 理理 化化 性性 质质The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid第第 四四 节节目目 录录帧沈
29、梗碍猪挑撰槛仓姚喳茅岔闰搭埠抑朴溺翻览莱砂拾俄脾粥锡恼锨拉杯第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录褪吧脐谰挎勺萍脉端袒害汲姓柄株袒脊虏刀让糠纱辈链臭蝴伶裔殿伞瓮举第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能1. DNA或或RNA的定量的定量OD260=1.0相当于相当于50 g/ml双链双链DNA40g/ml单链单链DNA（或（或RNA）20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2.判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度DNA纯品纯品: OD260/OD280 = 1.8RNA纯品纯品: OD260/OD280 = 2.0OD260的应用的应用目目 录录组炮庐妈挽还见灌札挎泉匪能剂饵燎苗舵锥栓
30、霜棍爱阀说咬厌呆骚筹勋情第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能二、二、DNA的变性的变性(denaturation)定义：定义：在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNA双链解开双链解开成两条单链的过程。成两条单链的过程。方法：方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、 酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：OD260增高增高粘度下降粘度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸碱滴定曲线改变酸碱滴定曲线改变生物活性丧失生物活性丧失目目 录录奥杭押硒蚜婴阔囤殿
31、咬蔫艺筷部荣萨婴丰原宽悼川绎孩省银然彻勉应甘礁第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录DNADNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性的本质是双链间氢键的断裂帖蹬蕴恕沥粘砷讨膜守歪假主返箍氢最觉梭创捡米襟儒拙挪湘模稍窿晃维第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能例：变性引起紫外吸收值的改变例：变性引起紫外吸收值的改变DNA的紫外吸收光谱的紫外吸收光谱增色效应：增色效应：DNA变性时其溶液变性时其溶液OD260增高的现象。增高的现象。目目 录录粮逢理虞账惑稿酣继铬锨怨纠巩联诊趁氮孙疾卖豪萝痒涣隧候剑靳璃奇割第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能热变性热变性解解链链曲曲线线：如
32、如果果在在连连续续加加热热DNADNA的的过过程程中中以以温温度度对对A260A260（absorbanceabsorbance，A A，A260A260代代表表溶溶液液在在260nm260nm处处的的吸吸光光率率）值值作作图图，所所得得的的曲曲线线称称为为解解链曲线链曲线。目目 录录氖巷钳课叮迈吨箱目血垃频鲍午婪茹松孝隐江执识廊娱点品营狼抑贤枯出第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能 Tm：变变性性是是在在一一个个相相当当窄窄的的温温度度范范围围内内完完成成，在在这这一一范范围围内内，紫紫外外光光吸吸收收值值达达到到最最大大值值的的50%时时的的温温度度称称为为DNA的的解解链链温温度
33、度，又又称称融融解解温温度度(melting temperature, Tm)。其其大大小小与与G+C含量成正比。含量成正比。目目 录录诚灼屠榜治吏牵丁虹记纶瘩涎夏书详思卢少苫鸵墅归兰续馆芦疤凯鹊袍凡第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能三、三、DNA的复性与分子杂交的复性与分子杂交 DNA复性复性(renaturation)的定义的定义在适当条件下，变性在适当条件下，变性DNADNA的两条互补链可的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性复性。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。热变性的热变性的DNA经缓慢
34、冷却后即可复性，经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为这一过程称为退火退火(annealing) 。目目 录录梨镐侮已奏档吕汹哈肉伺凶鼻祷夫途电朽腐奥靴罕植沼伪骨迸梗攒寺勺棘第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录在在DNA变变性性后后的的复复性性过过程程中中，如如果果将将不不同同种种类类的的DNA单单链链分分子子或或RNA分分子子放放在在同同一一溶溶液液中中，只只要要两两种种单单链链分分子子之之间间存存在在着着一一定定程程度度的的碱碱基基配配对对关关系系，在在适适宜宜的的条条件件（温温度度及及离离子子强强度度）下下，就就可可以以在在不不同同的的分分子子间间形形成成杂化双链杂化双链(
35、heteroduplex)。这这种种杂杂化化双双链链可可以以在在不不同同的的DNA与与DNA之之间间形形成成，也也可可以以在在DNA和和RNA分分子子间间或或者者RNA与与RNA分分子子间间形形成成。这这种种现现象象称称为为核核酸酸分子杂交。分子杂交。核酸分子杂交核酸分子杂交(hybridization) 钻炽默困追衍递蕊纶蘑壤荤撵沃罗坦汰腑撤拜伟岭刨雍榜樱步妮屏蜂撅瓤第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录咆浴廖偷求顾晕各韵瀑吴啡烧晴奔圾篇胡唆杏脆敛播艇岛序虎骑课爵札方第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录DNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性
36、 不同来源的不同来源的DNA分子分子蔷造构耿盛茅孩咀蜒乳们捎湃瞥涅森铆晴跌羊膘泛磐颇惦才酒胁事红踏缅第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录苛黔邻刘绥歪改皑也插臃为计酬胜丁纪颖邮昭景腾虱缀奖盅珠爷窍肖呸馆第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核酸分子杂交的应用核酸分子杂交的应用研究研究DNA分子中某一种基因的位置分子中某一种基因的位置定两种核酸分子间的序列相似性定两种核酸分子间的序列相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与检测某些专一序列在待检样品中存在与否否是基因芯片技术的基础是基因芯片技术的基础 凄咸敌敛镑脑枯滴床肌桓麓莫刽矗化硒唁景辉飞徒涪扭洼胜年部缸症赫除
37、第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录第第 五五 节节 核核 酸酸 酶酶 Nuclease擎挎蔑盖拐句暖敛离料侈币儒饶甚邹乍兵投涎仔浩拉热槽孺稿气笋甸诡侠第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录核酸酶核酸酶是指所有可以水解核酸的酶是指所有可以水解核酸的酶依据底物不同分类依据底物不同分类DNA酶酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解专一降解DNA。RNA酶酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解专一降解RNA。依据切割部位不同依据切割部位不同核酸内切酶：核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性
38、核酸内切酶。特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：核酸外切酶：53或或35核酸外切酶。核酸外切酶。篱手使州枣捻脆朝袄容孩胞厅消缆旅尝掉间翟札萌摸都饰愤够信毋燕垄怪第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录u参参与与DNA的的合合成成与与修修复复及及RNA合合成成后后的的剪剪接接等重要基因复制和基因表达过程等重要基因复制和基因表达过程 u负负责责清清除除多多余余的的、结结构构和和功功能能异异常常的的核核酸酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸 u在消化液中降解食物中的核酸以利吸收在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 u体外重组体外重组DNA技术中的重要工
39、具酶技术中的重要工具酶 生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解 核酸酶的功能核酸酶的功能 擅鲜星爹娱旭陌滋瞥短靖牲有年负慧剧笋躬缚匿垫执肖峭搂口扰添瓶恿哇第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能目目 录录 核核 酶酶u催化性催化性DNA (DNAzyme) 人工合成的寡聚脱氧人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。 u催化性催化性RNA (ribozyme) 作为序列特异性的核作为序列特异性的核酸内切酶降解酸内切酶降解mRNA。 贸描铆核纂蛰出班送峰写圭导登捧帘忠鸿胎扑浮吃数混恤汕丁泻昼沙嘴渊第二章核酸的结构和功能第二章核酸的结构和功能
