生物化学核酸化学核酸结构和功能课件培训课件

生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核核 酸酸(nucleic acid)是由核苷酸组成的生物大分子，是由核苷酸组成的生物大分子，携带和传递遗传信息。携带和传递遗传信息。第一节第一节 概述概述2生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核酸的分类及分布核酸的分类及分布 主要在主要在细胞核细胞核存在存在于胞核、胞液于胞核、胞液中中。脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸核糖核酸(RNA)生物遗传的物质基础生物遗传的物质基础3生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核酸的分类及分布核酸的分类及分布 存在存在于细胞核于细胞核和线粒体内。和线粒体内。存在存在于胞核、胞液于胞核、胞液和线粒体和线粒体。(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，决定细胞和个体的遗传型体的遗传型(genotype)。参与遗传信息的复制与表达。参与遗传信息的复制与表达。某些病毒某些病毒RNA也可作为遗传信也可作为遗传信息的载体。息的载体。4生物化学核酸化学核酸结构和功能课件信使信使RNA（mRNA）携带携带DNA遗传信息遗传信息转运转运RNA（tRNA）通过反密码子识别通过反密码子识别mRNA的的 密码子，使氨密码子，使氨基酸对号入座基酸对号入座核蛋白体核蛋白体 (rRNA)与核糖体蛋白形成核糖体，与核糖体蛋白形成核糖体，是蛋白质合成的场是蛋白质合成的场所所5生物化学核酸化学核酸结构和功能课件第二节第二节核酸的化学组成核酸的化学组成6生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核酸的基本组成单位是核苷酸核酸的基本组成单位是核苷酸 碱基碱基戊糖戊糖磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷核酸核酸DNA的基本组成单位是的基本组成单位是脱氧脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸的基本组成单位是核糖核苷酸。7生物化学核酸化学核酸结构和功能课件嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶 碱基碱基腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（尿嘧啶（U）DNA、RNA均有均有DNA有有RNA有有核苷酸的结构核苷酸的结构每种核酸都含有四种碱基每种核酸都含有四种碱基。8生物化学核酸化学核酸结构和功能课件戊戊 糖糖（构成（构成RNA）核糖核糖 （构成（构成DNA）脱氧核糖脱氧核糖9生物化学核酸化学核酸结构和功能课件嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)碱碱 基基10生物化学核酸化学核酸结构和功能课件嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)11生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核苷核苷（或脱氧核苷）：碱基和核糖（或脱（或脱氧核苷）：碱基和核糖（或脱氧核糖）通过氧核糖）通过糖苷键糖苷键连接形成。连接形成。OHH糖苷键糖苷键HHN2O112OHOHHCH2ONNHHH脱氧胞嘧啶核苷脱氧胞嘧啶核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH12糖苷键糖苷键腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷12生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 核苷酸核苷酸（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）和磷酸以和磷酸以酯键酯键连接形成。连接形成。13生物化学核酸化学核酸结构和功能课件l 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP14生物化学核酸化学核酸结构和功能课件l 环化核苷酸环化核苷酸:cAMP，cGMP15生物化学核酸化学核酸结构和功能课件DNA的合成原料：dATP,dGTP,dCTP,dTTP.RNA的合成原料：ATP,GTP,CTP,TTP.16生物化学核酸化学核酸结构和功能课件1.是核酸的基本组成单位是核酸的基本组成单位2.ATP是生物体能量的直接供应体是生物体能量的直接供应体：ATP ADP+Pi+能量能量3.物质代谢调节中的第二信使物质代谢调节中的第二信使生长激素生长激素 第二信第二信使（使（cAMP、胰岛素胰岛素（第一信使）（第一信使）cGMP）17生物化学核酸化学核酸结构和功能课件一，一，DNADNA的分子结构的分子结构 （一）（一）DNADNA的一级结构：的一级结构：定义定义核酸中核苷酸的排列顺序。核酸中核苷酸的排列顺序。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。18生物化学核酸化学核酸结构和功能课件5端端3端端核苷酸之核苷酸之间以间以3 ,5 -磷磷酸二酯键酸二酯键连接连接形成多核苷酸形成多核苷酸链，即核酸。链，即核酸。CGAo19生物化学核酸化学核酸结构和功能课件书写方法书写方法20生物化学核酸化学核酸结构和功能课件 DNA 与与RNA的区别的区别核酸核酸碱基碱基戊糖戊糖DNAA、G、C、T脱氧脱氧核糖核糖RNAA、G、C、U核糖核糖21生物化学核酸化学核酸结构和功能课件（二）（二）DNA的二级结构的二级结构 双螺旋结构双螺旋结构22生物化学核酸化学核酸结构和功能课件DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 1.两条链反向，平行，碱基互补两条链反向，平行，碱基互补A=T G C。2.围绕同一中心轴构成围绕同一中心轴构成右手双螺右手双螺旋旋。螺旋。螺旋直径直径2nm，表面有，表面有大沟和小沟（蛋白质结合部大沟和小沟（蛋白质结合部位）位）。3.碱基在碱基在内侧内侧。每圈螺旋含。每圈螺旋含10个个碱基对碱基对(bp)，螺距为螺距为3.4nm。4.维持双螺旋稳定的因素：维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵向为碱横向为氢键，纵向为碱基间的堆积力。基间的堆积力。23生物化学核酸化学核酸结构和功能课件碱基互补配对碱基互补配对 TAGC24生物化学核酸化学核酸结构和功能课件（一）原核生物（一）原核生物DNA的高级结构的高级结构（三）（三）DNA的的三级三级结构结构25生物化学核酸化学核酸结构和功能课件（二）真核生物（二）真核生物DNA的高级结构的高级结构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。核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4八聚体八聚体26生物化学核酸化学核酸结构和功能课件27生物化学核酸化学核酸结构和功能课件28生物化学核酸化学核酸结构和功能课件DNA的功能：基因是的功能：基因是DNA分子中的某一段核分子中的某一段核苷酸排列顺序，编码特定的蛋白质。苷酸排列顺序，编码特定的蛋白质。29生物化学核酸化学核酸结构和功能课件动物细胞内主要动物细胞内主要RNA的种类及功能的种类及功能核蛋白体核蛋白体RNA信使信使RNA转运转运RNA功功能能核蛋白体组分核蛋白体组分蛋白质合成模板蛋白质合成模板转运氨基酸转运氨基酸核蛋白体核蛋白体RNA信使信使RNA转运转运RNA细胞核和胞液细胞核和胞液功功能能rRNAmRNA tRNA核蛋白体组分核蛋白体组分二、二、RNA的种类和分子结构的种类和分子结构核蛋白体核蛋白体RNA31生物化学核酸化学核酸结构和功能课件（一（一）信使）信使RNAhnRNA 内含子内含子(intron)mRNA *mRNA成熟过程成熟过程 外显外显子子(exon)mRNA的功能：的功能：作为蛋白质合成的模板。作为蛋白质合成的模板。32生物化学核酸化学核酸结构和功能课件*mRNA结构特点结构特点1.大大多多数数真真核核mRNA的的5末末端端形形成成帽帽子子结结构：构：m7GpppNm-。2.大多数真核大多数真核mRNA的的3末端有多聚末端有多聚A尾。尾。33生物化学核酸化学核酸结构和功能课件*tRNA的一级结构特点的一级结构特点 含稀有碱基较多含稀有碱基较多 3末端为末端为 CCA-OH 5末端大多数为末端大多数为G 由由7090个核苷酸组成个核苷酸组成（二）转运（二）转运RNA*tRNA的功能的功能选选择择性性搬搬运运氨氨基基酸酸到到核核糖糖体体，参参与与蛋蛋白白质的翻译。质的翻译。34生物化学核酸化学核酸结构和功能课件*tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环35生物化学核酸化学核酸结构和功能课件*tRNA的三级结构的三级结构 倒倒L形形36生物化学核酸化学核酸结构和功能课件*rRNA的结构的结构（三）核蛋白体（三）核蛋白体RNA*rRNA的功能的功能参参与与组组成成核核蛋蛋白白体体（rRNA+pr），作作为为蛋蛋白白质质生生物物合合成成的的场所。场所。核核蛋蛋白白体体包包括括大大亚基和小亚基亚基和小亚基37生物化学核酸化学核酸结构和功能课件核酸的理化性质核酸的理化性质第第 五五 节节38生物化学核酸化学核酸结构和功能课件一、紫外吸收一、紫外吸收在在260nm波长有最大吸收峰，是由波长有最大吸收峰，是由碱碱基的共轭双键基的共轭双键决定的。这一特性常用决定的。这一特性常用作核酸的定性、定量分析。作核酸的定性、定量分析。39生物化学核酸化学核酸结构和功能课件二、二、DNA的变性的变性定义定义：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。变性因素：变性因素：过量酸，碱，加热等。过量酸，碱，加热等。40生物化学核酸化学核酸结构和功能课件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41生物化学核酸化学核酸结构和功能课件例：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42生物化学核酸化学核酸结构和功能课件 Tm：DNA 解解链链50%时时的的温温度度称称为为DNA的的解解链链温温度度，又又称称融融解解温温度度(Tm)。其其大大小小与与G+C含含量量成成正比。正比。43生物化学核酸化学核酸结构和功能课件三、三、DNA的复性的复性 DNA复性的定义复性的定义在适当条件下，变性在适当条件下，变性DNA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。44生物化学核酸化学核酸结构和功能课件