《核酸的结构和功能》PPT课件

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1、第二章核酸的结构和功能StructureandFunctionofNucleicAcidThebiochemistryandmolecularbiologydepartmentofCMU核酸(nucleicacid)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。核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体内。存在于胞核、胞液和线粒体。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的遗传型(genotype)。参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信

2、息的载体。第一节核酸的化学组成及一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid核酸的基本组成单位是核苷酸(nucleotide)。碱基戊糖磷酸核苷酸核苷核酸DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。嘌呤嘧啶碱基腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNA有RNA有一、核苷酸的结构每种核酸都含有四种碱基。嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)碱基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cyto

3、sine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)五种碱基都能形成酮式-烯醇式或氨基-亚氨基的互变异构。这两种异构体的平衡关系受介质酸碱环境的影响。戊糖（构成RNA）核糖(ribose)（构成DNA）脱氧核糖(deoxyribose)碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷(nucleoside)（或脱氧核苷）。核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP核苷（脱氧核苷）和磷酸以酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP环化核苷酸:cAMP，cGMP二、核酸的一级

4、结构定义核酸中核苷酸的排列顺序。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。5´端3´端核苷酸之间以3,5-磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。CGA书写方法DNA与RNA的区别核酸碱基戊糖DNAA、G、C、T脱氧核糖RNAA、G、C、U核糖第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA一、DNA的二级结构——双螺旋结构（一）DNA双螺旋结构的研究背景碱基组成分析Chargaff规则：[A]=[T][G]=[C]碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维的X-线衍射图谱分析已

5、知的核酸化学数据（二）DNA双螺旋结构模型要点1.两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右手双螺旋(doublehelix)。螺旋直径2nm，表面有大沟和小沟。2.磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋外侧，碱基垂直于螺旋轴而伸入内侧。每圈螺旋含10个碱基对(bp)，螺距为3.4nm。碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行3.两条链通过碱基间的氢键相连，A对T有两个氢键，C对G有三个氢键，这种A-T、C-G配对的规律，称为碱基互补规则。4.维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵向为碱基间的堆积力。碱基互补配对TAGC（三）DNA双螺旋结构的多样性Z型DNAB型DNAA型DNA二

6、、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（一）DNA的超螺旋结构超螺旋结构(superhelix或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋(positivesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋(negativesupercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。（二）原核生物DNA的高级结构（三）DNA在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体(nucleosome)。核小体的组成DNA

7、：约200bp组蛋白：H1H2A，H2BH3H4串珠状核小体结构串珠状核小体DNA双螺旋片段染色质纤维伸展形染色质片段密集形染色质片段整个染色体核小体螺线管真核生物染色体DNA组装三、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。肺炎双球菌的转化实验OswaldAvery(1944)实验二，噬菌体的标记实验第三节RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNA动物细胞内

8、主要RNA的种类及功能一、信使RNA的