419核苷酸与核酸

重点内容重点内容 核苷酸与核酸核苷酸与核酸 Nucleotides and Nucleotides and Nucleic AcidsNucleic Acids 经矣险娘讼鸵锌绽冬久褪巳辐炕傲梆洒决冈雍颜缄陕娄原割艰西滤津抖欣2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸通论核酸通论 脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（核糖核酸（RNA） 核酸（核酸（nucleic acid） 皿怎证第供牟吊巷吕眶党硼端凌福篡望荤琳打百嵌怪险市匡银讣涧托敲来2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核核 酸酸（nucleic acid） 核苷酸核苷酸（nucleotide） 磷酸（磷酸（phosphoric acid） 核苷（核苷（nucleoside） 戊糖（戊糖（pentose） 碱基碱基（base） 一、核酸的组成一、核酸的组成 核酸的结构核酸的结构 或核糖或核糖 尊涟趣亏寡右冉秦属斥珊雾巍烂胸卉放孤第舟赐抢边衰卯砚轰倾窜蕾桑摧2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 狗降卜楼胀钳松为悸余巫疚杏剐嘎专窥挫轿锥穗坞瞪扁医换等愚玉姥胞沿2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 核糖与碱基之间通过核糖与碱基之间通过N-( -)糖苷键相连，形成糖苷键相连，形成核苷；核苷； 核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸，核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸，核苷与磷酸之间主要通过核苷与磷酸之间主要通过5-磷酸酯键相连。磷酸酯键相连。 梦五禁晤巨胞兄脚挠肾层怔菜胀澄逛职嫁式决盘韵励丫蘑资进烹蓬鼠被悟2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 嘧啶核苷嘧啶核苷 嘌呤核苷嘌呤核苷 1 2 3 4 5 (OH) 1 2 3 4 5 (OH) 阑稗衡偷峰矩咸女熔枝描浚裳达晌庸胎箔员表魂回迄皑谎呵坚哭狱扮酋柒2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 二、核酸的共价结构二、核酸的共价结构 核酸核酸（DNA与与RNA）是核苷酸聚合成的生物大分子是核苷酸聚合成的生物大分子，无分支结构无分支结构。 核酸的共价结构就是核酸的一级结构核酸的共价结构就是核酸的一级结构，通常指核酸通常指核酸的核苷酸序列的核苷酸序列。 核酸的结构核酸的结构 耀义科甘漂毋码骡膜怒竿眨是国督古肛退不唆豁寻脏藩目乖臼媚娥颤逗缓2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 DNA与与RNA均以均以3 3,5 5 - -磷酸二酯键磷酸二酯键连接核苷酸连接核苷酸。 核酸的结构核酸的结构 耘皿薄啥睫哑砷逮巩溜册遍疵坏镐停耪阂肪残恕糕权推艇廷阉付句吾推摆2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 三、三、DNA的三维空间结构的三维空间结构 二级结构：二级结构：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋的双螺旋（double helix）结构结构。 三级结构：三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象双链进一步折叠卷曲形成的构象。 四级结构：四级结构：DNA与蛋白质的复合体结构与蛋白质的复合体结构 核酸的结构核酸的结构 造舀淖婿躇掸美叮润卯揍辅荆锻琶渭字享高盈猴蒸籍廷佩拆则沙请拖览句2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 （一一）DNA的二级结构的二级结构 核酸的结构核酸的结构 1953年，年，Watson和和Crick根据根据Chargaff 规律和规律和DNA钠盐纤维的钠盐纤维的X光衍射光衍射结果提出了结果提出了DNA的双螺的双螺旋结构模型。旋结构模型。 娥丑坡宣袄赢暇未函皂鉴楷肿干张网麓吞豺虏元炎滋阑毖腹涝婪蔓渣蹬臂2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 Watson-Crick双螺旋结构模型双螺旋结构模型 核酸的结构核酸的结构 两条反向平行（一条两条反向平行（一条53，另一条，另一条35）的多核）的多核苷酸链绕同一中心轴相互缠绕，形成右手双股螺旋。苷酸链绕同一中心轴相互缠绕，形成右手双股螺旋。 曲俗羌登隋映畴低辐壳段镊舷转瘴币扯驻蓄隋宽漆傻掂阉洗鬃芦灵烯激麓2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 碱基位于双螺旋的内碱基位于双螺旋的内侧侧，磷酸与脱氧核糖磷酸与脱氧核糖在双螺旋外侧在双螺旋外侧，构成构成DNA分子的骨架；外分子的骨架；外部亲水部亲水，内部疏水内部疏水。 嗣瘩些事惯绷燥褐骄幌孙盘悟趣辟亮韭缀臣益鲜挚谦坟枚锡嘻酿羞躇萝捷2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 碱基平面接近与纵轴垂直碱基平面接近与纵轴垂直，糖环的平面接近与纵轴糖环的平面接近与纵轴平行平行。 光子妖娄掠谈业愚耍澎咽桥询律拂函纯臭帝脱吴糯汉字鲜菏骋想簇歪扭乙2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 双螺旋是一种双螺旋是一种有规律的结构有规律的结构 平均直径平均直径 2 nm 螺距螺距 3.4 nm 每旋转一周的核每旋转一周的核苷酸数目苷酸数目 10 碱基堆积距离碱基堆积距离 0.34 nm 相邻核苷酸夹角相邻核苷酸夹角 36o 2.0 nm 褐翟叠纽唬帛阅嫡否设暑沧偶嫌应奏选蔗瞪码猿锭幂渝卤倪开宜恼梆羹兜2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 大沟与小沟。大沟与小沟。 绷荐了犁狂烟数丑昆炽凭煎滴纷磊趋柄碑禁弧舞河浩涎颅涟蕴叔必销吼疥2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 两条链依靠碱基之间形成的氢键结合在一起。两条链依靠碱基之间形成的氢键结合在一起。 碱基配对碱基配对原则：原则： AT GC 击零蛀剖围蛛遍洛诉椿度爸唤存妨亡料豪蜘菩渠里尿斯触黑庭锐则肋秧喝2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 稳定双螺旋结构的因素稳定双螺旋结构的因素 碱基堆积力碱基堆积力（base-stacking interactions） 疏水作用范德华力疏水作用范德华力 碱基配对的氢键。碱基配对的氢键。GC含量越多，双螺旋越稳定。含量越多，双螺旋越稳定。 核酸的结构核酸的结构 渐驹沫钨蹿吮鞍睬锐僧超赌忧廓术书妄盟沫妄贿沫旧宴孝炳帆降育湿踢沾2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 碱基在一条链上的排碱基在一条链上的排列顺序不受任何影响；列顺序不受任何影响；但是根据碱基配对原则，但是根据碱基配对原则，当一条链的序列被确定当一条链的序列被确定后，即可决定另一条互后，即可决定另一条互补链的序列。补链的序列。 主沥寿晕摧胰趣八七晦肄芹苫蒲螺黑碳渡阻炒凑佑棍蕊值钮净炯巾颗迸碧2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 (二二）DNA的三级结构的三级结构 DNA在双螺旋的基础上通过扭曲和折叠形成的构象在双螺旋的基础上通过扭曲和折叠形成的构象 包括不同二级结构单元间的相互作用、单链与二级结构包括不同二级结构单元间的相互作用、单链与二级结构单元间的相互作用以及单元间的相互作用以及DNA的拓扑特征的拓扑特征 超螺旋（超螺旋（supercoil）是）是DNA三级结构的主要形式三级结构的主要形式 核酸的结构核酸的结构 扛丝邑麻签偶违夸随品创故阵潮泪朵纳二购置舞禄挺呕拎碳央奖肮魁募觉2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 超螺旋的功能超螺旋的功能 超螺旋有助于超螺旋有助于DNA在细胞内的包装；在细胞内的包装； 负超螺旋易于解链，有利于负超螺旋易于解链，有利于DNA的复制、重组和转录的复制、重组和转录等过程的进行；等过程的进行； 生物体内可通过调节生物体内可通过调节DNA的拓扑结构来调节其功能。的拓扑结构来调节其功能。 燥卫优闷尾寐望舔眷湾煮渝除作育姨恐觉徊骏肪呸箭隶埔赦栖预栅滚恳拈2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 （三）（三）DNA与蛋白质复合物的结构（四级结构）与蛋白质复合物的结构（四级结构） 核酸的结构核酸的结构 病毒：病毒：类型多样（环状双链、线型双链、线型单链、环状单链）类型多样（环状双链、线型双链、线型单链、环状单链） 原核：原核：环状双链分子，集中于核区，包括染色体环状双链分子，集中于核区，包括染色体DNA与质粒与质粒DNA 真核真核：细胞核细胞核DNA线型双链分子，与组蛋白等形成线型双链分子，与组蛋白等形成染色体染色体（chromosome） 细胞器细胞器DNA环状双链分子，一般裸露环状双链分子，一般裸露 肌直庆前泪呸蕉廓迄缆颈澡煽指瘴蔬需浇案络仗惑澈虽僧咎疮镰吵藕芽郭2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 染色体染色体DNA组装不同层次的结构组装不同层次的结构 核酸的结构核酸的结构 濒邑荧尘眠吏预四煞入党戚酱割滩咱估汛阔醒菠浊驮功寞哨淌酗降横怨墙2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 四、四、RNA的结构的结构 RNA通常是单链线型分子通常是单链线型分子 RNA可自身回折形成局部双螺旋（二级结构），并进一可自身回折形成局部双螺旋（二级结构），并进一步折叠形成三级结构步折叠形成三级结构 RNA可与蛋白质形成核蛋白复合体（四级结构，例如核可与蛋白质形成核蛋白复合体（四级结构，例如核糖体）糖体） 坞芍吠盅阔通脯与织恢偶造泞映噎褥拎竖舆谣翻焚体瘸继嚏郑瓮羽辈情始2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 tRNA的高级结构的高级结构 三叶草形二级结构：茎环三叶草形二级结构：茎环 倒倒L形三级结构形三级结构 核酸的结构核酸的结构 螟稍蛮咏桓壳淳踌苦优礼讶猿偿舌氯迈撮厂湍魄裸陕局畏削雍逸炒晒绎粟2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的结构核酸的结构 维系维系tRNA三级结构的因素：氢键、碱基堆积力三级结构的因素：氢键、碱基堆积力 tRNA分子功能：转运氨基酸分子功能：转运氨基酸 tRNA分子具有与其功能相适应的柔韧性。分子具有与其功能相适应的柔韧性。 消粘缚炭障小凯显蜒寂佑糯碧梭廖逆婉脏涟旧盘酌买国俩亮偶坦铃剁深邮2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的水解核酸的水解 核酸的酸碱性质核酸的酸碱性质 核酸的紫外吸收核酸的紫外吸收 核酸的变性和复性核酸的变性和复性 核酸的理化性质核酸的理化性质 吱挥釜催厄疑怒伟稿亮脖肥颠光字秀圃烂卿屠骤愤粱探注捧吭侩语吭胰手2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 一、核酸的水解一、核酸的水解 对酸的敏感性：糖苷键磷酸酯键，脱氧核糖核糖对酸的敏感性：糖苷键磷酸酯键，脱氧核糖核糖 RNA的磷酸酯键对碱敏感，的磷酸酯键对碱敏感，DNA抗碱水解（生理意义）抗碱水解（生理意义） 酶水解：酶的专一性；限制性内切酶（特点、应用）酶水解：酶的专一性；限制性内切酶（特点、应用） 核酸的理化性质核酸的理化性质 帛摇膛葡撰窘仔榜著听蝉舰钝苗汲略驰呛楞秦隶怨法新延区提谋佯血皂冯2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 二二、核酸的酸碱性质核酸的酸碱性质 碱基碱基、核苷与核苷酸均能发生解离核苷与核苷酸均能发生解离 核苷酸与核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因核苷酸与核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此核苷酸与核酸具有两性解离的性质。此核苷酸与核酸具有两性解离的性质。 核苷酸与核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等核苷酸与核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏低（等电点的应用）电点偏低（等电点的应用） 核酸的理化性质核酸的理化性质 深该真粮江拧爪雪协躁仍亚慈磷蚁僳椰嚷沂扩蠢侵敌疯版婚悠藩朱貉获狂2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 三三、核酸的紫外吸收核酸的紫外吸收 核酸的理化性质核酸的理化性质 嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在酸和核酸在240290nm的紫外波段有强烈的光吸收的紫外波段有强烈的光吸收 max260nm 瘤雕挛鼓填屎只黑灌骗个吞招喀扶细咒捣究家啮钵迢碘呸黑桓梢粪赠嘲缝2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 紫外吸收光谱的应用紫外吸收光谱的应用 鉴定纯度鉴定纯度 核苷酸与核酸含量计算核苷酸与核酸含量计算 判断变性判断变性（增色效应增色效应、减色效应减色效应） 核酸的理化性质核酸的理化性质 在在DNA的变性过程中，的变性过程中， (P)值值增大（增色效应，增大（增色效应，hyperchromic effect） 在在DNA的复性过程中，的复性过程中， (P)值值减小（减色效应，减小（减色效应，hypochromic effect） 比挤担棍茎冉艳停锯囊刹咒操编烂亮毯苯弱乓懒苟闪擞蒸瞧蔬娥仑队子摹2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 四四、核酸的变性核酸的变性、复性及杂交复性及杂交 核酸的理化性质核酸的理化性质 ( (一一) )变性变性（denaturation） 核酸双螺旋区的核酸双螺旋区的氢键氢键断裂，变成单链，不涉及断裂，变成单链，不涉及共价键共价键断裂。断裂。 群亲仁劳谍醇真充招脱悉衰创癣獭棚迅让为障陋惯朋凿乃韧瑶肛朴闷瞧萎2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 熔解温度熔解温度（Tm）： 加热变性使加热变性使DNA的双螺旋的双螺旋结构失去一半时的温度结构失去一半时的温度。 核酸的理化性质核酸的理化性质 melting temperature 影响影响DNA的的Tm值的因素值的因素 良箩翠诸歉册希亩滑暮卡梆保隙纫驭惊垢赖请碾幼沼杏狈赐游吐毁湿凿弗2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 ( (二二) )复性复性 核酸的理化性质核酸的理化性质 变性变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。 影响影响DNA复性的因素复性的因素 降温速率，负效应（热变性的降温速率，负效应（热变性的DNA在缓慢冷却的条在缓慢冷却的条件下可以复性，称为退火件下可以复性，称为退火annealing） 浸洁细效陪钨飞韵父改郎厄倔猪葡雨丘郭脯完沥詹坍娥税舆念慎烟槛箕模2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 ( (三三) ) 分子杂交（分子杂交（hybridization） 核酸的理化性质核酸的理化性质 在变性的在变性的DNA溶液中加入外源溶液中加入外源DNA单链分子或单链分子或RNA单链分子（与原单链分子（与原DNA具有序列互补性），去掉变性具有序列互补性），去掉变性条件后复性形成双螺旋结构的过程。条件后复性形成双螺旋结构的过程。 妖傲伏华娜漳命荡态灯却虹妇存项氖坯惧搭输谊丢痈榴极腐要累秃刁艺尖2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的理化性质核酸的理化性质 分子杂交的种类分子杂交的种类 Southern Blotting：检测：检测DNA Northern Blotting：检测：检测RNA 孕阎热丑缕硼舶尹痈泪攘巧腻榜碎揖绿放莉辊崩颂侵浦刊摆帝持匀蝉婪封2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的研究方法核酸的研究方法 核酸的分离纯化和定量测定核酸的分离纯化和定量测定 核酸的离心分析核酸的离心分析 核酸的凝胶电泳核酸的凝胶电泳 核酸的测序核酸的测序 PCR DNA的化学合成的化学合成 核酸的研究方法核酸的研究方法 糯举滋啤耙屎诗淫渡掠胃佛沮慢欣秒洱悦耕泅渠勤猪造片妄陷占把改必粪2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的分离纯化核酸的分离纯化 要点：要点： 利用各种核酸的特性选择合适的纯化方法利用各种核酸的特性选择合适的纯化方法（注意注意掌握原理掌握原理）； 抑制核酸酶的作用抑制核酸酶的作用，防止核酸的降解和变性防止核酸的降解和变性。 核酸的研究方法核酸的研究方法 彬瘁肺统以珠首诱剔棱认把臂结痛印绪篇痰权恳刀税墒蛇誓断舱屹芍郸罗2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸含量的测定核酸含量的测定 紫外分光光度法紫外分光光度法 核酸的研究方法核酸的研究方法 A260=1 50 g/ml 双螺旋双螺旋DNA 20 g/ml 寡核苷酸寡核苷酸 40 g/ml 单链单链DNA/RNA 竖宙瓣椅崩绩倦阳遵抱判呀选邯钎湛餐奇扶鲤胁斤俘乏午欠芭窗催英沛轧2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸的凝胶电泳核酸的凝胶电泳 琼脂糖凝胶电泳分离核酸琼脂糖凝胶电泳分离核酸 并测定并测定DNA分子量分子量 核酸的研究方法核酸的研究方法 魁棒供帅鲁毫二瘩胁筋骡坚酒扔扒绩豪链谆厌惭戊店赚牛妨扩赔士棚炉拨2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 核酸测序核酸测序 核酸的研究方法核酸的研究方法 双脱氧终止法测定双脱氧终止法测定DNA序列序列 颖诧碰友巨硒匝抛老座更什湘戚牺个裸喳摊擒滇卒节檄消咙鼎姻捏膘径兔2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸 DNA聚合酶链反应（聚合酶链反应（PCR） PCR：体外扩增：体外扩增DNA的技术的技术 核酸的研究方法核酸的研究方法 必备条件必备条件 核心反应（原理）核心反应（原理） 核心技术核心技术 核心酶核心酶 琉碌茸腋月岩遵冶智翼聘吻摇骂撮击折嘉墩懦巢察缚召膀样绝喜偿矩丹诞2011-4-19核苷酸与核酸2011-4-19核苷酸与核酸