生物小分子的結(jié)構(gòu)與功能無機(jī)化合物:水（water）占細(xì)胞總量的70％;無機(jī)鹽（inorganicsalt）:占細(xì)胞干重的2-5％,以離子的形式存在,包括Na+,K+,Ca2+,Mg2+,HPO42-,Cl-,HCO32-;無機(jī)化合物的功能維持細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓和PH值;維持神經(jīng)肌肉的應(yīng)激性;維持酶的活性;與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合,參與細(xì)胞的代謝活動(dòng);有機(jī)小分子是生物大分子的基本單位,組成包括:單糖脂肪酸氨基酸核苷酸

單糖:主要由碳、氫、氧三種元素組成,典型的單糖分子的基本分子式是(CH2O)n,n=3、4、5、6、7

單糖（monosaccharide)脂肪酸(fattyacid)脂肪酸為無分支的具有偶數(shù)碳原子的飽和或不飽和脂肪族羧酸,是最簡單的脂類分子;

脂肪酸可以根據(jù)碳原子數(shù)目的不同,可分為短鏈(2-4C),中鏈(6-10C)和長鏈(12-26C);氨基酸(aminoacid)氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,存在于自然界中的氨基酸有300余種,但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種,每種氨基酸都含有一個(gè)氨基(-NH2),一個(gè)羧基及一個(gè)特異的側(cè)鏈基團(tuán)(-R);核苷酸生物大分子生物大分子包括:多糖;脂類;蛋白質(zhì);核酸;多糖(polysaccharide):多糖是單糖分子通過脫水反應(yīng)連接而成,連接鍵為糖苷鍵;只有少數(shù)幾個(gè)糖分子連接在一起而產(chǎn)生的聚合物為寡糖;由大量(成百上千)糖分子形成的聚合物大分子則為多糖;多糖(polysaccharide):多醣在細(xì)胞內(nèi)主要是以糖脂和糖蛋白的形式存在；糖脂(glycolipid)：是含有糖類的脂質(zhì)。根據(jù)組成的脂類組成不同，可將糖脂分位四類：鞘糖脂、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生糖脂和類固醇衍生糖脂；糖蛋白(glycoprotein)：是多糖和蛋白質(zhì)由糖肽鍵共價(jià)結(jié)合而形成；常見的糖肽鍵有N-糖肽鍵（天冬酰胺殘基上的酰胺基和糖碳原子上的羥基脫水而形成）和O-糖肽鍵（組成肽鏈的氨基酸殘基上羥基和糖碳原子上的羥基脫水而形成）；多糖功能:能量儲(chǔ)存;細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成的成分;參與細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo);脂類(lipid):甘油三酯:由三分子脂肪酸與一分子甘油以酯鍵相連,構(gòu)成甘油三酯;因甘油三酯不溶于水,故在細(xì)胞質(zhì)中易聚集成脂肪滴,可用于儲(chǔ)能;磷脂:是脂肪酸構(gòu)成的另一種脂類物質(zhì),是細(xì)胞膜的主要組成成分,如甘油磷脂;脂類功能:儲(chǔ)能;細(xì)胞膜的主要組成成分;在細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用;蛋白質(zhì)(protein):天然的蛋白質(zhì)是由20種不同的氨基酸構(gòu)成的聚合物;蛋白質(zhì)是由幾十個(gè)到成百上千個(gè)氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子;酶（enzyme):是一類特殊類型的蛋白質(zhì)，是由生物體細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)；由遺傳信息表達(dá)的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu):由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)只有一級,二級,三級結(jié)構(gòu);由兩條或兩條以上的肽鏈形成的蛋白質(zhì)有一級,二級,三級,四級結(jié)構(gòu);蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序;是以肽鍵為主鍵或有少量二硫鍵為副鍵的多肽鏈，顯示氨基酸種類和順序的線性分子;

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure):蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu);也就是說蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置,并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象;

這是在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵在相鄰兩氨基酸殘基之間的引力使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生折曲的結(jié)構(gòu);

α-螺旋（α-helix)β-折疊(β

-pleatedsheet)β—轉(zhuǎn)角無規(guī)則卷曲（randomcoil）π—螺旋（π—helix）Ω—環(huán)（Ω—loop）

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)

蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置,也就是整條肽鏈所有原子在三維空間的排列位置;

蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)是在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上由氨基酸殘基側(cè)鏈相互作用而使多肽鏈進(jìn)一步盤旋折疊形成特定的三維構(gòu)象。參與維系結(jié)構(gòu)的有氫鍵、離子鍵、疏水作用、范德華力等;蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)

蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu):是指蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排列及亞基接觸部位的布局和相互作用;

由兩條或兩條以上多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，每個(gè)獨(dú)立肽鏈的三級結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)亞基，幾個(gè)蛋白質(zhì)亞基之間通過疏水作用、氫鍵、離子鍵等化學(xué)鍵引力相互作用形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，稱為四級結(jié)構(gòu);蛋白質(zhì)的功能細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分貯存運(yùn)輸小分子物質(zhì)細(xì)胞間傳遞信息免疫作用蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的功能取決于其結(jié)構(gòu)（或構(gòu)象）；蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)；蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能；

結(jié)構(gòu)域（domain):是蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū)，是分子量較大的蛋白質(zhì)常可折疊成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密的區(qū)域，并行使其功能）；蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與蛋白質(zhì)構(gòu)象的轉(zhuǎn)變密切相關(guān)；

蛋白質(zhì)的磷酸化（蛋白激酶）與去磷酸化（蛋白質(zhì)磷酸酶）；蛋白質(zhì)磷酸化：通過蛋白激酶催化把ATP末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的氨基酸（絲氨酸、蘇氨酸等）側(cè)鏈的羥基基團(tuán)上的過程；核酸核酸分為兩類:脫氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA);核糖核酸(ribonucleicacid,RNA);DNA的結(jié)構(gòu)與功能核苷=5碳糖（脫氧核糖）+堿基

堿基=A腺嘌呤(adenine)

T胸腺嘧啶(thymine)

G鳥嘌呤(guanine)

C胞嘧啶(Cytosine)DNA一級結(jié)構(gòu)

是指DNA分子中核苷酸的排列順序，表示了該DNA分子的化學(xué)構(gòu)成;

DNA鏈上的脫氧核苷酸通過一個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖3/-OH與相鄰脫氧核苷酸5/-P形成磷酸二酯鍵聚合而串聯(lián)成為DNA鏈;

Cargaff等科學(xué)家在20世紀(jì)50年代總結(jié)出DNA堿基組成的規(guī)律：A=T，G=C，A+C=G+T，A+G=T+C。這一規(guī)律提示了A與T，G與C配對的可能性，為Watson和Crick提出了DNA雙螺旋模型奠定了基礎(chǔ);DNA的二級結(jié)構(gòu)

Watson和Crick（1953）

DNA雙螺旋模型：（1）DNA分子是上兩條互相平行的脫氧核苷酸長鏈圍繞同一中心軸相互纏繞而成；兩條鏈均為右手螺旋。（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替，彼此通過3/,5/-磷酸二酯鍵連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；4種堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）雙螺旋平均直徑2.0nm，兩個(gè)相鄰的堿基對之間的相距高度為0.34nm，兩個(gè)核苷酸之間的夾角為360。因此，沿中心軸每螺旋一周有10個(gè)脫氧核苷酸，每旋轉(zhuǎn)一周的高度（螺距）為3.4nm。（4）兩條鏈上的堿基通過氫鍵相結(jié)合，形成堿基對，它的組成有一定的規(guī)律。A只與T配對，G與C配對。（5）堿基在一條鏈上的排列順序不受到任何限制。但是，當(dāng)一條多核苷酸鏈的序列被確定之后，即可確定另一條互補(bǔ)鏈的序列。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性：右手螺旋：A，B，C等構(gòu)象，與濕度有關(guān)；左手螺旋：Z構(gòu)象；目錄B-DNA：相對濕度75%以上；每圈螺旋的平均堿基對數(shù)目10對；螺旋扭角36度；大溝寬而略深，小溝窄而略淺；A-DNA：相對濕度<75%；每圈螺旋的平均堿基對數(shù)目11對；螺旋扭角33度；大溝很深，小溝寬而淺；Z-DNA：每圈螺旋的平均堿基對數(shù)目12對；螺旋扭角-51度（G-C）和-90度（C-G）；大溝不存在，小溝窄而深；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性目錄DNA的三級結(jié)構(gòu)DNA三級結(jié)構(gòu)是指雙鏈DNA進(jìn)一步扭曲盤旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu);DNA形成超螺旋的意義:超螺旋能影響雙螺旋的解鏈程序,因而影響DNA分子與其它分子(酶,蛋白質(zhì))之間的相互作用;超螺旋DNA比松弛DNA更緊密,體積更小;RNA的結(jié)構(gòu)核苷=5碳糖（核糖）+堿基

堿基=A腺嘌呤(Adenine)

U尿嘧啶(Uracil)

G鳥嘌呤(Guanine)

C胞嘧啶(Cytosine)mRNA（一）mRNAmRNA的功能是攜帶蛋白質(zhì)的序列信息,在翻譯過程中作為摸板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成;mRNA的序列組成:編碼區(qū)和非編碼區(qū):ORF:開放閱讀框,是指在mRNA的核苷酸序列中,有一段序列是一個(gè)特定蛋白質(zhì)多肽鏈的序列信息,這一段核苷酸序列稱為蛋白質(zhì)編碼區(qū)或開放閱讀框;此段核苷酸序列決定蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu);UTR:非翻譯區(qū),指在開放閱讀框的5’端上游和3’端下游的核苷酸序列沒有編碼功能,此段區(qū)域稱為非翻譯區(qū);UTR的功能主要是參與翻譯起始調(diào)控,是將開放閱讀框中的多肽鏈序列信息轉(zhuǎn)變成為多肽鏈所必需的序列;真核生物mRNA特點(diǎn):真核細(xì)胞的核內(nèi)不均一RNA(hnRNA)是mRNA的前體,分子中含有從內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄而來的序列,經(jīng)過剪接等處理后成熟為mRNA;成熟mRNA的5’端有帽子結(jié)構(gòu);

帽子結(jié)構(gòu)是指mRNA的5’端在轉(zhuǎn)錄后增加了一個(gè)甲基化鳥嘌呤核苷酸,其以5’端三磷酸酯鍵與第二個(gè)核苷酸的5’端相連,而不是通常的3’,5’磷酸二酯鍵;

帽子結(jié)構(gòu)有三種類型,即帽子0型m7G5’ppp5’Np,帽子1型m7G5’ppp5’NmpNp和帽子2型m7G5’ppp5’NmpNmpNp;

帽子結(jié)構(gòu)可保護(hù)mRNA不被核酸外切酶水解,并能被翻譯起始因子識(shí)別結(jié)合,與翻譯起有關(guān);真核生物mRNA的3’端有多聚腺苷酸尾巴,其長度為20～200個(gè)腺苷酸;

多聚腺苷酸尾巴與mRNA壽命及翻譯效率有關(guān);

*順反子（cistron）一段可供偏碼的結(jié)構(gòu)基因,是能夠編碼合成多肽的DNA的最小單位，遺傳的功能單位。由結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成的RNA序列亦稱為順反子。單順反子（monocistron）真核的結(jié)構(gòu)基因（及mRNA）是單順反子，一個(gè)蛋白基因?yàn)橐粋€(gè)轉(zhuǎn)錄單位。多順反子（polycistron）原核的結(jié)構(gòu)基因（mRNA）是多順反子，多個(gè)蛋白基因串在一起為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。*帽子結(jié)構(gòu)中的核苷酸大多數(shù)為7甲基鳥苷（m7G）.在其后面第2和第3個(gè)核苷酸的核糖第2位羥基上有時(shí)也甲基化。因此通常帽子的結(jié)構(gòu)可見3種類型： 帽子0型m7G（5’）PPP（5’）NP. 帽子1型m7G（5’）PPP（5’）NmpNP. 帽子2型m7G（5’）PPP（5’）NmPNmPNP.tRNA

氨基酸臂反密碼環(huán)tRNA特點(diǎn)：tRNA分子含有很多稀有堿基或修飾堿基；tRNA的3‘端是CCA-OH,激活的氨基酸連接于此3’末端羥基上；tRNA分子有一個(gè)反密碼環(huán)，由7個(gè)堿基組成，其中中間3個(gè)堿基構(gòu)成反密碼子；tRNA的三級結(jié)構(gòu)是倒L形，一端是CCA末端結(jié)合氨基酸部位，另一端為反密碼環(huán)；tRNA的功能是在蛋白質(zhì)生物合成肽鏈延長階段發(fā)揮運(yùn)輸氨基酸的作用，它們攜帶特定氨基酸并結(jié)合到核糖體的氨基酰位（A位），然后轉(zhuǎn)移到肽位（P位）;有一種tRNA是專門作為起始tRNA發(fā)揮作用，此tRNA只識(shí)別翻譯起始信號，并結(jié)合到核糖體的肽位（P位）上；

tRNA的功能密碼子（mRNA）氨基酸臂各種氨基酸（原料）反密碼子互補(bǔ)核糖體特定氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸rRNA真核生物核糖體（80S）

大亞基：28SrRNA、5.8SrRNA、5SrRNA+50種蛋白質(zhì)小亞基：18SrRNA+30種蛋白質(zhì)★原核生物核糖體（70S）

大亞基：23SrRNA5SrRNA+34種蛋白質(zhì)小亞基：16SrRNA+21種蛋白質(zhì)rRNA的功能構(gòu)成核糖體參與蛋白質(zhì)合成小分子RNASnRNA(SmallnuclearRNA):核內(nèi)小分子RNA,是在真核細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一組小分子RNA.長度在300個(gè)堿基以下,其序列中尿嘧啶含量較高，故又可稱U-SnRNA;SnRNA的主要功能是參與基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工過程；反義RNA:其堿基序列正好與mRNA互補(bǔ)的一些小分子RNA,可與mRNA配