生物化学核酸dna的结构和功能培训课件

目录上一页下一页退出生物化学核酸生物化学核酸dnadna的结构的结构和功能和功能目录上一页下一页退出三三 核酸的结构核酸的结构（一）核酸的一级结构（一）核酸的一级结构核酸分子的基本构成单位是核苷酸，核酸分核酸分子的基本构成单位是核苷酸，核酸分子是核苷酸的多聚体，是无分支的直线形或环子是核苷酸的多聚体，是无分支的直线形或环形多核苷酸长链。（与蛋白质进行比较）形多核苷酸长链。（与蛋白质进行比较）定义：核酸的一级结构指组成核酸的各核苷定义：核酸的一级结构指组成核酸的各核苷酸之间连接键的性质及各核苷酸残基沿多核苷酸之间连接键的性质及各核苷酸残基沿多核苷酸链排列的顺序。酸链排列的顺序。DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分分子中四种脱氧核苷酸千变万化的不同排列组合子中四种脱氧核苷酸千变万化的不同排列组合之中。之中。2生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出DNADNA的碱基组成（的碱基组成（ChargaffChargaff定则）：定则）：（1 1）在所有的）在所有的DNADNA中，中，A=TA=T，G=C G=C 即即A+G=T+CA+G=T+C （2 2）DNADNA的碱基组成具有种的特异性，的碱基组成具有种的特异性，即不同生物物种的即不同生物物种的DNADNA具有自己独特具有自己独特的碱基组成，但没有组织和器官的的碱基组成，但没有组织和器官的特异性。特异性。三三 核酸的一级结构核酸的一级结构3生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出三三 核酸的一级结构核酸的一级结构1 1、核苷酸的连接方式、核苷酸的连接方式n许许多多单单核核苷苷酸酸通通过过33、5-5-磷磷酸酸二二酯酯键键就就连连成成了了多多核核苷苷酸酸链链，核核苷苷酸酸的的戊戊糖糖和和磷磷酸酸通通过过33、5-5-二二酯酯键键构构成成了了多多核核苷苷酸酸链链的的主主链链（结结构构骨骨架架），并并在在主主链链上上不不断断重重复复。多多核核苷苷酸酸的的碱碱基基作作为为侧侧链从主链向外伸出。链从主链向外伸出。4生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出三三 核酸的一级结构核酸的一级结构1 1、核苷酸的连接方式、核苷酸的连接方式n核酸分子非常象一串念珠，每个念珠叫核苷酸，核酸分子非常象一串念珠，每个念珠叫核苷酸，由三个小分子组成：一个糖分子，一个磷酸分由三个小分子组成：一个糖分子，一个磷酸分子，一个碱基分子。在碱基上，更正确地说，子，一个碱基分子。在碱基上，更正确地说，在碱基的序列上，携带着信息，复制的秘诀就在碱基的序列上，携带着信息，复制的秘诀就在于此。在于此。n 核酸分子或一段多核苷酸链都有核酸分子或一段多核苷酸链都有两个末端。两个末端。3-3-羟基不再参与构成磷酸二酯键的一端叫羟基不再参与构成磷酸二酯键的一端叫3-3-末端，末端，C5-C5-磷酸基不再参与构成磷酸二酯键的磷酸基不再参与构成磷酸二酯键的一端叫一端叫5-5-末端。末端。5生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出2.DNA2.DNA一级结构的表示方法一级结构的表示方法（1 1）结构式表示法：）结构式表示法：（2 2）线条式表示法：）线条式表示法：（3 3）字母式表示法：）字母式表示法：书与文献中书与文献中6生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出2.DNA2.DNA一级结构的表示方法一级结构的表示方法注意：碱基顺序是从注意：碱基顺序是从5 35 3，代表，代表特定的化合物，不允许颠倒，各简化特定的化合物，不允许颠倒，各简化式的书写或读，从左到右应与碱基的式的书写或读，从左到右应与碱基的从从5 35 3的顺序一致。的顺序一致。7生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出nDNADNA测序的生物学意义测序的生物学意义 DNADNA是遗传信息的储存者和发布者，遗传信是遗传信息的储存者和发布者，遗传信息是由碱基序列体现的，碱基序列略有改变，息是由碱基序列体现的，碱基序列略有改变，即可引起遗传信息的显著改变。所以即可引起遗传信息的显著改变。所以DNADNA测测序是研究序是研究DNADNA功能的基础，非常重要。功能的基础，非常重要。nDNADNA测序的实验方法测序的实验方法（2020世纪世纪7070年代三大进年代三大进展促进了展促进了DNADNA的测序工作的测序工作限制性核酸内限制性核酸内切酶的发现；改进多核苷酸片段的电泳分离切酶的发现；改进多核苷酸片段的电泳分离法；法；DNADNA的克隆技术的克隆技术）酶法和酶法和化学法化学法（SangerSanger和和GilbertGilbert法）法）3.3.核酸一级结构的研究方法：核酸一级结构的研究方法：8生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出1 1、DNADNA的空间结构的空间结构DNADNA的空间结构：指的空间结构：指DNADNA多核苷酸链内或链多核苷酸链内或链与链之间通过氢键折叠卷曲而成的构象。与链之间通过氢键折叠卷曲而成的构象。包括二级结构与三级结构。包括二级结构与三级结构。9生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出1 1、DNADNA的二级结构的二级结构DNADNA的二级结构指的二级结构指DNADNA的双螺旋结构。的双螺旋结构。10生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出1 1、DNADNA的二级结构的二级结构（1 1）、关于）、关于DNADNA结构的发现结构的发现n 19531953年，年，J.WatsonJ.Watson和和F.Crick F.Crick 在前人研究工作的基础上，根据在前人研究工作的基础上，根据DNADNA纤维和纤维和DNADNA结晶的结晶的X-X-衍射图谱分衍射图谱分析及析及DNADNA碱基组成的定量分析以及碱基组成的定量分析以及DNADNA中碱基的物化数据测定，提出中碱基的物化数据测定，提出了著名的了著名的DNADNA双螺旋结构模型，并双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测。解释和预测。n由于这一科学成果，沃森、克里克和威尔金斯共同获得由于这一科学成果，沃森、克里克和威尔金斯共同获得1962年度诺贝尔医学和生理学奖。年度诺贝尔医学和生理学奖。1953年沃森年沃森25岁，克里岁，克里克克37岁。沃森和克里克岁。沃森和克里克1953年提出的年提出的DNA分子结构模可以分子结构模可以与达尔文的进化论、孟德尔的遗传定律相媲美，为探讨遗传与达尔文的进化论、孟德尔的遗传定律相媲美，为探讨遗传学的化学基础开辟了一个新纪元，引起了生物学的一场伟大学的化学基础开辟了一个新纪元，引起了生物学的一场伟大革命。革命。11生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（2 2）DNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点1 1、DNADNA的二级结构的二级结构DNADNA分分子子由由两两条条多多聚聚脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸链链(简简称称DNADNA单单链链)组组成成。两两条条链链沿沿着着同同一一根根轴轴平平行行盘盘绕绕，形形成成右右手手双双螺螺旋旋结结构构。螺螺旋旋中中的的两两条条链链方方向向相相反反，即即其其中中一一条条链链的的方方向向为为5353，而而另另一一条条 链链 的的 方方 向向 为为3535，螺螺旋旋结结构构上有大沟和小沟。上有大沟和小沟。12生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出嘌嘌呤呤碱碱和和嘧嘧啶啶碱碱基基位位于于螺螺旋旋的的内内侧侧，磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖基基位位于于螺螺旋旋外外侧侧，彼彼此此以以3 3-5-5 磷磷酸酸二二酯酯键键连连接接，形形成成DNADNA分分子子的的骨骨架架。碱碱基基环环平平面面与与螺螺旋旋轴轴垂垂直直，糖糖基基环环平平面面与与碱碱基基环环平平面面成成9090角。角。（2 2）.DNADNA双螺旋双螺旋结构的要点结构的要点各个碱基对之间保持相等的距离，各个碱基对之间保持相等的距离，并以平行钻台互相重叠，重叠的碱并以平行钻台互相重叠，重叠的碱基对之间由于纵向的范德华力（碱基对之间由于纵向的范德华力（碱基堆积力）使螺旋更加稳定。基堆积力）使螺旋更加稳定。13生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出螺旋横截面的螺旋横截面的直径约为直径约为2 2 nmnm，每条链相邻每条链相邻两个碱基平面两个碱基平面之间的距离为之间的距离为0.34 0.34 nmnm，每每1010个核苷酸形成个核苷酸形成一个螺旋，其一个螺旋，其螺矩（即螺旋螺矩（即螺旋旋转一圈）高旋转一圈）高度为度为3.4 3.4 nmnm。2.2.DNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点14生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出2.2.DNADNA双螺旋结构双螺旋结构的要点的要点双螺旋内部的碱基按规双螺旋内部的碱基按规则配对则配对，碱基的相互结，碱基的相互结合具有严格的配对规律，合具有严格的配对规律，即腺嘌呤（即腺嘌呤（A A）与胸腺嘧与胸腺嘧啶（啶（T T）结合，鸟嘌呤结合，鸟嘌呤（G G）与胞嘧啶（与胞嘧啶（C C）结结合，这种配对关系，称合，这种配对关系，称为为碱基互补碱基互补。A A和和T T之间之间形成两个氢键，形成两个氢键，G G与与C C之之间形成三个氢键。间形成三个氢键。双螺旋的两条链是互补双螺旋的两条链是互补关系。关系。15生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出DNA的双螺旋结构的形成的双螺旋结构的形成53535353磷酸磷酸核糖核糖碱基碱基T-A碱基对碱基对C-G碱基对碱基对16生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出DNADNA双螺旋结构提出的生物学意义双螺旋结构提出的生物学意义n第一次阐述了遗传信息的储存方式及第一次阐述了遗传信息的储存方式及DNADNA复制的机理，以准确的语言回答了复制的机理，以准确的语言回答了DNADNA是是如何成为遗传物质的。大大推动了分子生如何成为遗传物质的。大大推动了分子生物学和分子遗传学的发展，被誉为物学和分子遗传学的发展，被誉为2020世纪世纪最伟大的发现之一。最伟大的发现之一。17生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（3 3）DNADNA双螺旋的稳定因素双螺旋的稳定因素nDNADNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。n维持这种稳定性的主要因素包括：两条维持这种稳定性的主要因素包括：两条DNADNA链链之间碱基配对形成的之间碱基配对形成的氢键和碱基堆积力氢键和碱基堆积力；n另外，存在于另外，存在于DNADNA分子中的一些弱键在维持双分子中的一些弱键在维持双螺旋结构的稳定性上也起一定的作用。即磷酸螺旋结构的稳定性上也起一定的作用。即磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子间形成的离基团上的负电荷与介质中的阳离子间形成的离子键及范德华力。子键及范德华力。n改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。定性。18生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（4 4）DNADNA双螺旋结构的几种构象双螺旋结构的几种构象n几种几种DNA螺旋结构的参数螺旋结构的参数类类 型型 碱基倾角碱基倾角 碱基间距碱基间距（nm）每圈碱基数每圈碱基数 螺螺 距距(nm)螺旋直径螺旋直径（nm）B-DNA Z-DNA 0-1 19-20 9 0.340.230.371011123.32-3.42.46-2.534.56 2.0-2.372.551.8-1.84C-DNAD-DNAtsDNA A-DNAA-DNAB-DNA：在相对湿度为在相对湿度为92%92%时的时的DNADNA钠盐。接近钠盐。接近DNADNA在细胞中的构象。在细胞中的构象。A-DNA：在相对湿度为在相对湿度为75%75%以下时的以下时的DNADNA纤维。纤维。Z-DNAZ-DNA：左手螺旋（左手螺旋（A.RichA.Rich的工作）的工作）.ts-DNAts-DNA：三股螺旋三股螺旋(在分子内或分子间在分子内或分子间形成形成,分子内形成时需要低分子内形成时需要低 pHpH下胞嘧啶质子化下胞嘧啶质子化,故称故称H-DNA)H-DNA)19生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出Z-DNAZ-DNAB-DNAB-DNAP P原子走向原子走向锯齿形、左手螺旋锯齿形、左手螺旋平滑、右手螺平滑、右手螺旋旋每圈碱基数每圈碱基数12121010碱基对平面间碱基对平面间距离距离0.37nm0.37nm0.34nm0.34nm直径直径1.8nm1.8nm2nm2nm碱基对平面倾碱基对平面倾角角20200 00 00 0形态形态中心轴不穿过碱基对平面中心轴不穿过碱基对平面穿过穿过碱基对在螺旋外侧碱基对在螺旋外侧靠近中心靠近中心只有一条小沟只有一条小沟一大沟、一小一大沟、一小沟沟G G上的上的C C8 8、N N7 7外露、易外露、易受攻击受攻击否否20生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出21生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（三）（三）DNADNA的三级结构的三级结构定义定义：DNADNA的三级结构指的三级结构指DNADNA分子（双螺旋）通分子（双螺旋）通过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括不同二级过扭曲和折叠所形成的特定构象。包括不同二级结构单元间、单链与二级结构单元间的相互作用结构单元间、单链与二级结构单元间的相互作用以及以及DNADNA的拓扑特征。的拓扑特征。超螺旋是超螺旋是DNADNA三级结构的一三级结构的一种类型。超螺旋即种类型。超螺旋即DNADNA双螺旋的螺旋。双螺旋的螺旋。负超螺旋负超螺旋松弛形松弛形解链环形解链环形22生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出解链环形解链环形L=23L=23T=23T=23W=0W=0松弛环形松弛环形L=25L=25T=25T=25W=0W=0负超螺旋负超螺旋L=23L=23T25T25W=-2W=-223生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出螺螺旋旋和和超超螺螺旋旋电电话话线线螺旋螺旋超螺旋超螺旋24生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出真核生物染色体的形成过程：真核生物染色体的形成过程：nDNADNA双链以左手螺旋缠绕在组蛋白形成的八双链以左手螺旋缠绕在组蛋白形成的八聚体核心上即聚体核心上即核小体核小体 螺线体螺线体 超螺线超螺线体体 染单体。染单体。、核小体：压缩、核小体：压缩7 7倍倍、螺线体：压缩、螺线体：压缩6 6倍倍 、超螺线体：压缩、超螺线体：压缩4040倍倍 、染色体：压缩、染色体：压缩6 6倍倍 25生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出真核生物的染色质丝真核生物的染色质丝组蛋白八聚体：组蛋白八聚体：H2A H2B H3 H4H2A H2B H3 H4各各2 2个分子个分子从从DNADNA到染色质丝，到染色质丝，DNADNA压缩压缩了近了近100100倍，若从倍，若从DNADNA到最后到最后凝缩成染色体，凝缩成染色体，DNADNA压缩了近压缩了近万倍。万倍。26生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出核小体核小体27生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出四、四、DNADNA和基因组织和基因组织 （自学）（自学）28生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（一）（一）RNARNA一级结构的特点一级结构的特点 RNARNA一级结构研究最多的是一级结构研究最多的是tRNAtRNA、rRNArRNA以及一些小分子的以及一些小分子的RNARNA。组成组成RNARNA的核苷酸也是以的核苷酸也是以3-5 3-5 磷酸二酯键连接。磷酸二酯键连接。其中其中1.1.tRNAtRNA一级结构具有以下特点：一级结构具有以下特点：n分子量分子量2500025000左右，大约由左右，大约由70709090个核苷酸组成，沉降系数个核苷酸组成，沉降系数为为4 4S S左右。左右。n分子中含有较多的修饰成分。分子中含有较多的修饰成分。n3 3 -末端都具有末端都具有CpCpAOHCpCpAOH的结的结构。构。5 5 端多为端多为pG,pG,也有也有pCpC。五、五、RNARNA的结构与功能的结构与功能29生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出tRNAtRNA概述概述n约占总约占总RNARNA的的10-15%10-15%。n它它在在蛋蛋白白质质生生物物合合成成中中起起翻翻译译氨氨基基酸酸信信息息，并并将将相相应应的的氨氨基基酸酸转转运运到到核核糖糖核核蛋蛋白白体体的的作用。作用。n已知每一个氨基酸至少有一个相应的已知每一个氨基酸至少有一个相应的tRNAtRNA。ntRNAtRNA分分子子的的大大小小很很相相似似，链链长长一一般般在在73-73-9393个核苷酸之间。个核苷酸之间。30生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出m mRNARNA概述概述n约占总约占总RNARNA的的5%5%。n不不同同细细胞胞的的mRNAmRNA的的链链长长和和分分子子量量差差异异很很大。大。n它它的的功功能能是是将将DNADNA的的遗遗传传信信息息传传递递到到蛋蛋白白质，指导蛋白质的合成。质，指导蛋白质的合成。31生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出m mRNARNA一级结构一级结构真核：真核：单顺反子、单顺反子、5 5-末端有末端有“帽子帽子”、3 3 -末端有末端有polyApolyA片段片段 和非编码区和非编码区 和非编码区和非编码区原核：原核：多顺反子多顺反子 5 5-末端无末端无“帽子帽子”、3 3 -末端末端 无无polyApolyA片段片段 （病毒除外）（病毒除外）有非编码区有非编码区 有非编码区有非编码区顺反子：顺反子：mRNAmRNA上具有翻译功能的核苷酸顺序。上具有翻译功能的核苷酸顺序。polyApolyA片段：片段：指指20-25020-250个多聚腺苷酸。个多聚腺苷酸。“帽子帽子”结构：结构：5 5-末端的末端的G G被甲基化，通过焦磷酸与另一个发被甲基化，通过焦磷酸与另一个发生了核糖上甲基化的核苷酸以生了核糖上甲基化的核苷酸以5 5、5 5-磷酸二酯键相连。磷酸二酯键相连。32生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出目录上一页下一页退出mRNAmRNA5 5-末端的末端的“帽子帽子”结构结构 n可能功能：可能功能：抗核酸酶的水解；与蛋抗核酸酶的水解；与蛋白质合成起始有关；作为白质合成起始有关；作为mRNAmRNA与核与核糖体糖体4040S S亚基结合的信号。亚基结合的信号。34生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出rRNA(rRNA(核糖体核糖体RNA)RNA)概述概述n约占全部约占全部RNARNA的的80%80%，n是核糖核蛋白体的主要组成部分。是核糖核蛋白体的主要组成部分。nrRNA rRNA 的的功功能能与与蛋蛋白白质质生生物物合合成成相相关关，可可分分别别与与 mRNAmRNA、tRNAtRNA作作用用，催催化化肽肽键键的的形形成。成。35生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出rRNA动物细胞核糖体动物细胞核糖体rRNArRNA有四类：有四类：5 5SrRNASrRNA，5.8SrRNA5.8SrRNA，18SrRNA18SrRNA，28SRNA28SRNA。许多许多rRNArRNA的一级结构及由一级结构推导出来的二的一级结构及由一级结构推导出来的二级结构都已阐明，但是对许多级结构都已阐明，但是对许多rRNArRNA的功的功能迄今仍不十分清楚。与能迄今仍不十分清楚。与tRNAtRNA不同，不同，rRNArRNA的甲基化多发生在核糖上。的甲基化多发生在核糖上。真核生真核生物的物的rRNArRNA中修饰核苷比原核生物多。中修饰核苷比原核生物多。36生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出(二二)RNARNA的高级结构的高级结构nRNARNA是是单单链链分分子子，因因此此，在在RNARNA分分子子中中，并并不不遵遵守守碱碱基基种种类类的的数数量量比比例例关关系系，即即分分子子中中的的嘌嘌呤呤碱碱基基总总数数不不一一定定等等于于嘧嘧啶啶碱基的总数。碱基的总数。nRNARNA分分子子中中，部部分分区区域域也也能能形形成成双双螺螺旋旋结结构构（类类似似A-DNAA-DNA双双螺螺旋旋结结构构），不不能能形形成成双双螺螺旋旋的的部部分分，则则形形成成突突环环。这这种种结结构构可可以以形形象象地地称称为为“发发夹夹型型”结结构构或或茎茎环环结构。结构。37生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出n在在RNARNA的的双双螺螺旋旋结结构构中中，碱碱基基的的配配对对情情况况不不象象DNADNA中中严严格格。G G 除除了了可可以以和和C C 配配对对外外，也也可可以以和和U U 配配对对。G-U G-U 配配对对形形成成的的氢氢键键较较弱弱。不不同同类类型型的的RNA,RNA,其其二二级级结结构构有有明明显的差异。显的差异。ntRNAtRNA中中除除了了常常见见的的碱碱基基外外，还还存存在在一一些些稀稀有有碱碱基基，这这类类碱碱基基大大部部分分位位于于突突环环部部分分.(二二)RNARNA的高级结构的高级结构38生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出tRNAtRNA的高级结构的高级结构1 1、tRNAtRNA的二级结构的二级结构ntRNAtRNA的结构的共同点：的结构的共同点：、分子量分子量在在2525，000d000d，由，由70709090个核个核苷酸组成，沉降系数都在苷酸组成，沉降系数都在4S4S左右。左右。、碱基组成中，有较多的、碱基组成中，有较多的稀有碱基稀有碱基。、在已知的、在已知的tRNAtRNA种，种，90%90%的都含有的都含有-GTC-GTC-系列，构成特殊的突环，对系列，构成特殊的突环，对tRNAtRNA的结构和功能很重要，特别是维的结构和功能很重要，特别是维持三级结构与核糖体结合有重要作用。持三级结构与核糖体结合有重要作用。、3-3-末端皆为末端皆为CpCpAOHCpCpAOH、5-5-末端大多数为末端大多数为pGpG，也有，也有pCpC。、二级结构都呈、二级结构都呈三叶草型三叶草型。由氨基酸。由氨基酸臂，二氢尿嘧啶环，反密码环，可变臂，二氢尿嘧啶环，反密码环，可变环（额外环）和环（额外环）和TCTC环五部分组成环五部分组成 。39生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出1 1、tRNAtRNA的二级结构的二级结构ntRNAtRNA的二级结构大都呈的二级结构大都呈“三叶草三叶草”形状，在形状，在结构上具有某些共同之结构上具有某些共同之处，处，一般可将其分为四一般可将其分为四臂四环臂四环：包括氨基酸接：包括氨基酸接受臂、反密码（环）臂、受臂、反密码（环）臂、二氢尿嘧啶（环）臂、二氢尿嘧啶（环）臂、T T C C（环）（环）臂臂和可变环。和可变环。除了氨基酸接受区外，除了氨基酸接受区外，其余每个区均含有一个其余每个区均含有一个突环和一个臂。突环和一个臂。40生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出(1)(1)氨基酸接受区氨基酸接受区包含有包含有tRNAtRNA的的3 3-末末端和端和5 5-末端，末端，3 3-末端的最后末端的最后3 3个核苷酸个核苷酸残基都是残基都是CCACCA，A A为腺为腺苷酸。氨基酸可与其苷酸。氨基酸可与其成酯，该区在蛋白质成酯，该区在蛋白质合成中起携带氨基酸合成中起携带氨基酸的作用。的作用。(2)(2)反密码区反密码区与氨基酸接受区相对，与氨基酸接受区相对，一般环中含有一般环中含有7 7个核苷个核苷酸残基，臂中含有酸残基，臂中含有5 5对对碱基。碱基。其中环中正中其中环中正中的的3 3个核苷酸残基称为个核苷酸残基称为反密码子。反密码子。41生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出（3)3)二氢尿嘧啶区二氢尿嘧啶区 该区含有二氢尿嘧啶。环该区含有二氢尿嘧啶。环由由8-128-12个核苷酸组成，臂个核苷酸组成，臂由由3-43-4对碱基组成。对碱基组成。(4)(4)T T C C区区 该区与二氢尿嘧啶区相对，该区与二氢尿嘧啶区相对，假尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷胸腺嘧啶胸腺嘧啶核糖核苷环核糖核苷环(T T C)C)由由7 7个核个核苷酸组成，通过由苷酸组成，通过由5 5对碱基对碱基组成的双螺旋区组成的双螺旋区(T T C C臂臂)与与tRNAtRNA的其余部分相连。的其余部分相连。除个别例外，几乎所有除个别例外，几乎所有tBNAtBNA在此环中都含有在此环中都含有T T C C 。(5)(5)可变区可变区 位于反密码区与位于反密码区与T T C C区之区之间，不同的间，不同的tRNAtRNA该区变化该区变化较大，一般有较大，一般有3-183-18个核苷个核苷酸组成酸组成。42生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出假尿苷假尿苷 胸腺嘧啶核糖核苷胸腺嘧啶核糖核苷稀有核苷（稀有核苷（tRNA）43生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出2 2、tRNAtRNA的三级结构的三级结构n在三叶草型二级结构的基础上，突环上在三叶草型二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对，目前已知的成对，目前已知的tRNAtRNA的三级结构均为的三级结构均为倒倒L L形形。n倒倒L L型三级结构的特点：型三级结构的特点：1 1、氨基酸臂的、氨基酸臂的3-3-端端-CCA-CCA位于位于L L的一端，反的一端，反密码子位于另一端。密码子位于另一端。2 2、氨基酸臂与、氨基酸臂与TCTC臂形成一个连续的双螺臂形成一个连续的双螺旋区，构成旋区，构成L L下面的一横，下面的一横，D D臂与它相垂臂与它相垂直，直，D D臂与臂与ACAC臂及反密码环（臂及反密码环（环）共同环）共同构成构成L L的一竖。的一竖。3 3、新形成了某些维系三级结构的氢键。、新形成了某些维系三级结构的氢键。44生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出tRNA的三级结构的三级结构45生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出46生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能目录上一页下一页退出47生物化学核酸生物化学核酸dna的结的结构和功能构和功能