生化第二章核酸的結構與功能醫本演示文稿現在是1頁\一共有62頁\編輯于星期六1（優選）生化第二章核酸的結構與功能醫本現在是2頁\一共有62頁\編輯于星期六2以核苷酸為基本組成單位生物大分子儲存、攜帶和傳遞遺傳信息核酸(nucleicacid)現在是3頁\一共有62頁\編輯于星期六3脫氧核糖核酸/DNA(deoxyribonucleicacid,)核糖核酸/RNA(ribonucleicacid,)細胞核、線粒體、葉綠體質粒等胞液、胞核遺傳信息、決定基因型DNA遺傳信息的表達核酸的分類、分布及作用：

現在是4頁\一共有62頁\編輯于星期六4第一節核酸的化學組成及其一級結構TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid現在是5頁\一共有62頁\編輯于星期六5元素組成:C、H、O、N、P（9%～10%）分子組成—三部分堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖磷酸(phosphate)一、核苷酸是構成核酸的基本組成單位現在是6頁\一共有62頁\編輯于星期六6（一）堿基嘌呤(purine)

2種嘧啶(pyrimidine)3種對堿基的說明：現在是7頁\一共有62頁\編輯于星期六7（二）2種戊糖（RNA成分）核糖(ribose)（DNA成分）1′2′3′4′5′脫氧核糖(deoxyribose)原子編號：1'、2'現在是8頁\一共有62頁\編輯于星期六8…核苷…脫氧核苷（三）核苷(ribonucleoside)堿基種類及名稱：核苷嘌呤9位N/嘧啶1位N與糖1'C形成糖苷鍵1ONNNH21′OHOCH2OHOH核糖現在是9頁\一共有62頁\編輯于星期六9（四）核苷酸(ribonucleotide)ONNNH2OCH2OHOHPOOOHOH結構舉例核苷/脫氧核苷磷酸酯鍵核苷酸的結構：磷酸現在是10頁\一共有62頁\編輯于星期六10核苷酸種類和名稱：常見堿基部分可為5種堿基的一種核糖部分可為核糖或脫氧核糖酸的部分可為一磷酸、二磷酸、三磷酸或環磷酸中的一種根據三個組成部分現在是11頁\一共有62頁\編輯于星期六11核苷酸的主要功能：核苷三磷酸——是合成核酸原料，又能提供能量。核苷二磷酸——活化中間代謝物,如UDP-葡萄糖等。核苷一磷酸——是核酸的組分,還是一些輔酶的成分。核苷環磷酸——在細胞信號轉導中起重要作用。現在是12頁\一共有62頁\編輯于星期六12小結：兩類核酸的基本成分區別

RNA

DNA

磷酸

磷酸

磷酸

戊糖

D-核糖

D-2-脫氧核糖

嘌呤堿

腺(A)、鳥(G)

腺(A)、鳥(G)

嘧啶堿

胞(C)、尿(U)

胞(C)、胸腺(T)

現在是13頁\一共有62頁\編輯于星期六13小結：兩類核酸的基本組成單位

RNA

DNA

AMPGMPCMPUMP

dAMPdGMPdCMPdTMP現在是14頁\一共有62頁\編輯于星期六14二、DNA是脫氧核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵連接形成的大分子多個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵構成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA鏈。一個脫氧核苷酸3的羥基與另一個核苷酸5的α-磷酸基團縮合形成磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)。現在是15頁\一共有62頁\編輯于星期六15三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯鍵的線性大分子RNA也是多個核苷酸分子通過酯化反應形成的線性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。現在是16頁\一共有62頁\編輯于星期六16現在是17頁\一共有62頁\編輯于星期六17核酸中核苷酸的排列順序/堿基序列。連接鍵：3'，5'磷酸二酯鍵方向性：5'→3'定義：四、核酸的一級結構是核苷酸的排列順序現在是18頁\一共有62頁\編輯于星期六18AG

P5PT

PG

PC

PT

POH3書寫方法5

pApCpTpGpCpT-OH

35

A

C

T

G

C

T

3簡化：再簡化：現在是19頁\一共有62頁\編輯于星期六19核酸分子大小表示法：堿基數目表示

base、kilobase、用于單鏈DNA或RNA堿基對數目

basepair(bp),kilobasepair(kbp)用于雙鏈DNA或RNA小的核酸片斷（小于50bp）稱寡核苷酸現在是20頁\一共有62頁\編輯于星期六20

DNA一級結構的意義：編碼生命的遺傳信息

簡單而又完美四個字“A

、

G

、C

、T”！驚嘆：具有強大編碼能力——DNA計算機神奇：演化整個生物界——生命語言蛋白質一級結構DNA一級結構計算機二進制編碼符號20種氨基酸A/G/C/T0/1語言蛋白質語言核酸語言智能語言現在是21頁\一共有62頁\編輯于星期六21第二節DNA的空間結構與功能DimensionalStructureandFunctionofDNA現在是22頁\一共有62頁\編輯于星期六221962

NobelPrizeinPhysiologyorMedicine一、DNA的二級結構——doublehelix現在是23頁\一共有62頁\編輯于星期六23（一）DNA雙螺旋結構的研究背景

Chargaff規則的堿基組成分析

DNA纖維的X-線衍射圖譜分析（1951）

[A]=[T]；[G]=[C]

血紅蛋白多肽鏈為α螺旋鏈的發現（1951）背景知識：現在是24頁\一共有62頁\編輯于星期六24爭論焦點：DNA是雙螺旋、三螺旋，還是四螺旋呢？磷酸與戊糖組成的骨架處在外側，還是在內側呢？堿基配對:A-A、T-T，還是A-T呢？現在是25頁\一共有62頁\編輯于星期六25

堿基的理化數據分析（1952）A-T、G-C以氫鍵配對較合理研究方法：

拼圖法（象“搭積木”游戲一樣）現在是26頁\一共有62頁\編輯于星期六26（二）B-DNA(Watson-Crick)結構要點：先分析結構圖要點小結：

1953年4月25日《Nature》雜志發表了Watson與Crick的DNA雙螺旋結構假說的短文現在是27頁\一共有62頁\編輯于星期六27（三）DNA雙螺旋結構的多樣性研究意義

DNA雙螺旋結構模型完美地說明了遺傳物質的遺傳、生化和結構的主要特征，它的提出是生物學史上劃時代的事件。從此，遺傳學的歷史和生物學的歷史正式從細胞階段進入了分子階段。現在是28頁\一共有62頁\編輯于星期六28超螺旋結構意義:DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構DNA超螺旋結構整體或局部的拓撲學變化及其調控對于DNA復制和RNA轉錄過程具有關鍵作用。

二、DNA的高級結構是超螺旋結構現在是29頁\一共有62頁\編輯于星期六29大多原核生物的DNA是共價封閉的環形DNA雙螺旋，在細胞內進一步盤繞成類核。環狀和超螺旋DNA結構示意圖（一）原核生物DNA的環狀超螺旋結構現在是30頁\一共有62頁\編輯于星期六30

研究表明：DNA若完全展開的話，有將近2米，而細胞的尺寸是微米級的。那么DNA是如何存在于細胞內部的呢？

（二）真核生物DNA的高度有序和高度致密的結構現在是31頁\一共有62頁\編輯于星期六31核小體的構成核心顆粒連接區核心組蛋白：組蛋白八聚體H2A、H2B、H3、H4各2分子DNA雙螺旋分子(150bp)在核心組蛋白纏繞1.75圈DNA（60bp）組蛋白H1

連接核心顆粒核小體由DNA和蛋白質構成是真核生物染色質的基本單位現在是32頁\一共有62頁\編輯于星期六32核小體的折疊及染色體組裝—2nm11nm30nm300nm1400nm700nm逐級盤曲折疊現在是33頁\一共有62頁\編輯于星期六33DNA壓縮了8000～10000倍核小體螺線管染色質纖維超螺線管現在是34頁\一共有62頁\編輯于星期六34三、DNA的功能是DNA分子中特定區段核苷酸的排列順序，即堿基序列信息，它決定了基因的功能。基因：基因組：一個遺傳體系所有基因總和的一整套遺傳信息。以基因的形式儲存、攜帶和傳遞遺傳信息。現在是35頁\一共有62頁\編輯于星期六35第三節

RNA的結構與功能StructureandFunctionofRNA現在是36頁\一共有62頁\編輯于星期六36

RNA特點：

RNA種類、分布、功能：現在是37頁\一共有62頁\編輯于星期六3753AUG……………UAA密碼子編碼區5非翻譯區3非翻譯區m7GpppAAA…An帽子結構多聚A尾1.哺乳類動物mRNA結構示意圖：一、mRNA是蛋白質合成中的模板現在是38頁\一共有62頁\編輯于星期六382.真核細胞mRNA結構特點：5′帽子結構：m7Gpppm2′Npm2′Np—3′末端多聚A尾polyA編碼區hnRNA剪掉內含子，外顯子拼接。現在是39頁\一共有62頁\編輯于星期六393.mRNA的功能把DNA的遺傳信息，轉錄成mRNA的密碼、指導蛋白質合成的氨基酸排列順序。DNA（遺傳信息）轉錄mRNA（密碼載體）翻譯蛋白質(氨基酸序列)現在是40頁\一共有62頁\編輯于星期六401.tRNA的二級結構—三葉草形2.tRNA的三級結構—倒L形二、tRNA是蛋白質合成中的氨基酸載體現在是41頁\一共有62頁\編輯于星期六413.tRNA的功能：把活化的aa搬運到核糖體，tRNA的反密碼子與mRNA的密碼子特異性結合，使氨基酸對號入座。mRNA3′5′321

3′aa5′氨基酰-tRNA現在是42頁\一共有62頁\編輯于星期六421.rRNA的結構：參與組成核蛋白體，為蛋白質生物合成的場所。2.rRNA的種類：3.rRNA的功能：多個莖環結構組成三、以rRNA為組分的核蛋白體是蛋白

質合成的場所現在是43頁\一共有62頁\編輯于星期六43局部雙鏈tRNArRNAmRNA三葉草形、倒L形含稀有堿基多反密碼子CCA—OH3'呈花狀5'—m7GpppNm、3'—polyA編碼序列單鏈局部雙鏈結構蛋白質合成的模板搬運活化的aa到核糖體組成核蛋白體分子大小不一,量<10%,代謝快分子量小120堿基穩定分子大120堿基量>80%,穩定三種RNA內容小結功能現在是44頁\一共有62頁\編輯于星期六44細胞的不同部位存在的其他種類的小分子RNA，統稱為非mRNA小RNA/snmRNAs.snmRNAs核內小RNA、核仁小RNA胞質小RNA、催化性小RNA小片段干擾RNAmicroRNAsnmRNAs的種類:四、snmRNA參與了基因表達的調控現在是45頁\一共有62頁\編輯于星期六45snmRNAs的功能:參與hnRNA和rRNA的加工、轉運及表達調控。某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。

核酶:現在是46頁\一共有62頁\編輯于星期六46研究細胞中snmRNAs的種類、結構和功能。同一生物體內不同種類的細胞、同一細胞在不同時間、不同狀態下snmRNAs的表達具有時間和空間特異性。RNA組學現在是47頁\一共有62頁\編輯于星期六47ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四節核酸的理化性質現在是48頁\一共有62頁\編輯于星期六48DNA變性的圖示：理化因素，DNA雙鏈間氫鍵斷裂，成兩條單鏈。定義：一、核酸分子具有強烈的紫外吸收二、DNA變性是雙鏈解離為單鏈的過程現在是49頁\一共有62頁\編輯于星期六49DNA熱變性：特點—驟然、突發式融解溫度Tm(meltingtemperature)Tm與G+C含量成正比增（高）色效應：

DNA變性時其溶液OD260增高的現象現在是50頁\一共有62頁\編輯于星期六501.DNA復性(renaturation)/退火(annealing)定義—復性的條件—三、變性的核酸可以復性或形成雜交雙鏈現在是51頁\一共有62頁\編輯于星期六512.減（低）色效應：3.核酸分子雜交(hybridization)DNA復性時，其溶液OD260降低。定義—應用—現在是52頁\一共有62頁\編輯于星期六52第五節

核酸酶（Nuclease）—指所有可以水解核酸的酶現在是53頁\一共有62頁\編輯于星期六53依據底物不同分類：功能：DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)RNA酶(ribonuclease,RNase)依據切割部位不同分類：核酸內切酶核酸外切酶現在是54頁\一共有62頁\編輯于星期六54核酶催化性DNA(DNAzyme)

人工合成的寡聚脫氧核苷酸片段，也能序列特異性降解RNA。催化性RNA(ribozyme)作為序列特異性的核酸內切酶降解mRNA。現在是55頁\一共有62頁\編輯于星期六55第一章蛋白質的結構與功能13．下述有關蛋白質一級結構的敘述，不正確的是（）A．多肽鏈中氨基酸的排列順序B．氨基酸分子間通過去水縮合形成肽鏈C．蛋白質一級結構并不包括各原子的空間位置D．從N一端至C一端氨基酸殘基排列順序E．蛋白質一級結構的化學鍵除肽鍵外，還有二硫鍵參與。現在是56頁\一共有62頁\編輯于星期六5614．維系蛋白質一級結構的化學鍵是（）A．鹽鍵B．疏水鍵C．氫鍵D．二硫鍵E．肽鍵38．對于蛋白質沉淀，變性和凝固的關系，下面哪種說法不恰當（）

A．蛋白質沉淀后不一定變性

B．蛋白質變性后不一定沉淀

C．凝固的蛋白質一定已變性

D．蛋白質變性后必然發展為凝固

E．以上說話都錯誤現在是57頁\一共有62頁\編輯于星期六5740．從多種蛋白質混合液中分離純化某種蛋白質，且不能變性，用下列哪種方法較好（）A．加有機溶劑使蛋白質沉淀B．加中性鹽使蛋白質沉淀C．用生物堿試劑沉淀蛋白質D．用電泳分離E．加重金屬離子現在是58頁\一共有62頁\編輯于星期六5814．下列關于β－片層結構的論述哪些是正確的（）A