生物化学与分子生物学：第2章 核酸的结构与功能

第2章 核酸的结构与功能一、核酸的化学组成与基本结构：1碱基：参与核酸酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱和嘧啶碱两大类。组成核苷酸的嘌呤碱主要有两种:腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）。组成核苷酸的嘧啶碱主要有三种:尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。其中RNA中含有U, DNA中含有T2戊糖：核酸中的戊糖有两种，即-D-核糖与-D-2-脱氧核糖，由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。（试总结比较DNA与RNA基本组成的异同）。3核苷：核苷是由戊糖与碱基经脱水缩合而生成的化合物。连接的化学键称为糖苷键。4.核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物，包括核糖核苷酸和脱氧核糖核酸两大类。分别是RNA和DNA的结构单位。二、核酸的一级结构：核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接起来的多核苷酸链称为核酸的一级结构。多核苷酸链具有方向性，5-位上具有自由磷酸基的末端称为5-端，3-位上具有自由羟基的末端称为3-端。多核苷酸链的方向为：5端3端。三、DNA的二级结构*：DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，天然DNA的二级结构以B型为主，其结构特征为：为右手双螺旋，两条链以反平行方式排列；磷酸与脱氧核糖构成的主链位于螺旋外侧，碱基位于螺旋内侧，其平面与纵轴垂直；两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A-T、G-C（碱基互补原则）； 螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆砌力；螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm。四、DNA的的三级结构：绝大多数原核生物的DNA三级结构为超螺旋结构。在真核生物中，核小体结构属于DNA的三级结构。五、RNA的空间结构与功能：RNA分子通常以单链存在，但也可形成局部的双螺旋结构。1mRNA的结构特点与功能：mRNA的含量少、更新快、分子大小不一 ，其在真核生物中的初级产物称为HnRNA。大多数真核成熟的mRNA分子具有典型的5-端的7-甲基鸟苷三磷酸（m7GTP）“帽子”结构和3-端的多聚腺苷酸(polyA)“尾巴”结构。mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板。2tRNA的结构特点与功能：tRNA是分子最小，但含有稀有碱基最多的RNA。tRNA的二级结构为“三叶草”结构，三级结构为倒“L”型。tRNA的功能是在蛋白质的生物合成中运载氨基酸。3rRNA的结构特点与功能：rRNA是细胞中含量最多的RNA，与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。原核生物中的rRNA有三种：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA有四种：5S，5.8S，18S，28S。六、核酸的一般理化性质：核酸具有酸性；粘度大；具有紫外吸收特性，最大吸收峰为260nm。七、DNA的变性：DNA的变性*：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。DNA变性后的性质改变：增色效应：指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象；旋光性下降；粘度降低；生物功能丧失或改变。加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收值增加，达到其最大值一半时的温度，称为DNA的变性温度（融解温度，Tm）。Tm的高低主要与DNA分子大小和其中G+C的含量有关：DNA分子越大，Tm越高；G + C的含量越高，则Tm越高。