北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系贾弘禔

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1、北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系贾弘禔核酸的化学与生物合成核酸的化学与生物合成第一节概述一、核酸的发现1868MEISCHER-从脓球发现“核素”1944AVERYetal-肺炎球菌转化实验1952HERSHEY,CHASE-噬菌体标记实验1950CHARGAFFetal-CHARGAFF法则1953WATSON，CRICK-DNA双螺旋1973BOYER，COHEN-DNACloning(克隆）1976DNASequencing(序列分析）1990HumanGenomeProject二、核酸的种类、分布和含量1.种类DEOXYRIBONU

2、CLEICACID（DNA）RIBONUCLEICACID（RNA）——ribosomeRNA(rRNA)transferRNA(tRNA)messengerRNA(mRNA)2.分布DNARNA核（%）98<10浆（%）2>903.含量DNA恒定，RNA与细胞生长状态有关三、核酸的功能DNA-遗传、RNA-参与蛋白质合成第二节核酸的分子组成一、元素组成CHON（恒定，9~10%）磷酸核苷（nucleoside)戊糖-ribose(R)deoxyribose(dR)碱基AGUCAGTC核酸——多聚核苷酸（polynucleotides)n·核苷酸（

3、nucleotide)P二、基本结构单位——核苷酸DNA、RNA组成异同DNARNA磷酸磷酸磷酸戊糖2脱氧核糖（dR)核糖（R）碱基嘌呤A、GA、G嘧啶C、TC、U碱基戊糖O核苷、核苷酸其它核苷酸NAD、FAD、cAMP、cGMP、5-FU、6-MP1）2’、3’、5’NMP，3’、5’dNMP，主要是5’NMP、dNMP，DNARNA组成2）NTPdNTPNDPdNDP多磷酸核苷酸，能量代谢3）环核苷酸cAMP、cGMP第二信使4）NADNADPFADFMN辅酶，生物氧化5）抗代谢药物6MP，5-FU小结——第三节核酸的分子结构一、核苷

4、酸的连接——3’,5’磷酸二酯键表示法pCpCpApC-C-A5’-CCA-3’二、核酸的一级结构多核苷酸链内核苷酸的排列顺序三、DNA的分子结构DNA的碱基组成（CHARGAFF法则）——有种属特异性无组织、器官特异性不受年龄、营养和环境的影响不论种属、组织来源，所有DNA分子[A][T]、[G][C][A]/[T][G]/[C]1[A]+[G][T]+[C]DNA的一级结构——DNAsequence/DNASequencingDNA的二级结构——双螺旋结构Watson,Crick（1953）在Chargaff法则及Wilkins,Fr

5、anklin的X线衍射工作基础上提出DNA的doublehelix结构模型——§DNA分子由相互平行、走向相反、碱基互补的两条脱氧核糖核苷酸链围绕同一中心轴，盘绕成双螺旋结构，螺旋的一侧为大沟，另一侧为小沟。§磷酸——脱氧核糖形成的长链骨架在外，碱基在内，两平行链对应碱基间以氢键相连；对应碱基总是A==T、G===C配对（basepairing)或互补，形成稳定联系。§各碱基平面垂直或基本垂直于双螺旋中心轴，链内碱基间形成纵向VanderWaal’s力与长轴平行，使双螺旋更稳定。§相临碱基对间距离为0.34nm,每周螺距为3.4nm(10bp),d

6、为2nm(B型）DNAdoublehelix类型helixtypebp/turnrotation/bpverticalrise/bphelicaldA11+34.72.56A23AB10+34.03.38A19AC9.33+38.63.32A19AZ12-30.05.71A18ADNA的高级结构超螺旋如线粒体DNA细菌质粒DNA病毒DNA核小体结构2·(H2A·H2B·H3·H4)/DNA(146bp)=核心颗粒超螺线管——染色质四、RNA的分子结构RNA的种类（见前）RNA的碱基组成AUGC稀有碱基RNA的一级结构核苷酸序列3’,5’磷酸二酯键连

7、接RNA高级结构tRNA的结构——一级结构70~90nt二级结构三叶草形状三级结构倒“L”形ACCDHU环T环反密码环5’额外环mRNA的结构——3’-polyA(30~200);5’-7甲基鸟苷三磷酸;中间为密码子Codon第四节核酸的理化性质一、酸性化合物两性但酸性强电泳行为——泳向正极（pH7-8）沉淀行为——加盐（中和电荷）M+与磷酸“-”中和；乙醇二、高分子性质粘度DNA>RNA超离心沉降凝胶过滤三、UV吸收260nm四、变性、复性与杂交核酸在理、化因素作用下，双螺旋结构破坏称核酸变性。根据变性因素区分为碱变性、热变性等。如DNA的碱

8、变性、DNA的热变性，其中以DNA的热变性更具典型意义●DNA的热变性●粘度改变，钢性线性分子变得无序，粘度下降●UV吸收