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1、第三章核酸的结构和功能核酸是一类重要的生物大分子，担负着生命信息的储存与传递。核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域，是基因工程操作的核心分子。第一节核酸的概念核酸(nucleicacid)的概念1、结构----是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。2、功能---核酸是生物遗传的物质基础，决定生物的生长、繁殖以及生命的代谢模式。3、DNA储存信息；RNA传递并表达信息4、DNA-----RNA-----蛋白质一、核酸的发现和研究工作进展1868年FridrichMiescher从脓细胞中提取含磷丰富的酸性物质---“核素”1944年Av
2、ery等人证实DNA是遗传物质20世纪50年代初，ErwinChargaff在测定多种生物的DNA组成后，发现A=T,G=C,这称为“Chargaff定则”1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年Nirenberg发现遗传密码1975年Temin和Baltimore发现逆转录酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法1985年Mullis发明PCR技术1990年美国启动人类基因组计划(HGP)1994年中国人类基因组计划启动1998年，国际水稻基因组计划，2000年5月，中国超级杂交水稻基因组计划2001年美、英等国完成
3、人类基因组计划基本框架，2003年完成精细图谱二、核酸的分类及分布98%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。包括mRNA、tRNA和rRNA分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。第二节核酸的组成成分核酸的化学组成1.元素组成C、H、O、N、P（9~10%）2.分子组成核酸核苷酸核苷磷酸碱基戊糖AGCUT嘌呤嘧啶核糖脱氧核糖
4、一、戊糖（构成RNA）1´2´3´4´5´核糖(ribose)（构成DNA）脱氧核糖(deoxyribose)嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)二、碱基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。核苷：AR,GR,UR,CR脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR三、核苷(ribonucleoside)的形成碱基＋戊糖＝核苷连接部位：戊糖---1，碱基---嘌呤9/嘧啶
5、1连接方式：C---N糖苷键1´1核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP四、核苷酸(ribonucleotide)核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。体内重要的游离核苷酸及其衍生物辅酶和辅基－含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD等都含有AMP能量载体----ATP、GTP食品工业上用作添加剂单体－多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP第二信使－环化核苷酸:cAMP，cGMPAMPcAMP5´端3´端3.核苷酸的连接上一个核苷酸戊糖３，位的羟基与下一个核苷酸戊糖
6、５，位的磷酸以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即以３，－５，磷酸二酯键连接。CGA一、核酸的一级结构定义核酸分子中核苷酸的连接方式以及核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。主链：戊糖－磷酸骨架位于外侧侧链：碱基对位于内侧方向：５’3’5′端3′端CGA第三节核酸的分子结构5′-磷酸端（常用5’-P表示）；3′-羟基端（常用3’-OH表示）多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′，一般默认为从左到右为5’-3’。多聚核苷酸的表示方式DNARNA5′PdAPdCPdGPdTOH3′5
7、′PAPCPGPUOH′或5′ACGTGCGT3′5′ACGUAUGU3′ACGTGCGTACGUAUGUT5’3’OHU5’3’OHOHOHOHOHDNA一级结构的意义DNA虽然只是由于四个碱基的变化形成的四种核苷酸按照一定的顺序排列起来，但值得注意的是，DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。DNA的二级结构-双螺旋结构DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型要点DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装DNA的超螺旋结构原核生物DNA的高级结构DNA在真核生物细胞
8、核内的组装DNA的功能二
