new 第12章 核酸通论

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1、第三篇核酸的化学———核酸的结构与功能0第13章核酸的结构第12章核酸通论第14章核酸的重要理化性质第15章核酸的研究方法第12章核酸通论0一、核酸的发现和研究简史二、核酸的种类和分布三、核酸的生物功能一、核酸的发现和研究简史（一）核酸的发现1868年FriedrichMiescher（瑞士）在德国Hoppe-Seyler实验室学习时，从细胞核中分出含磷很高的酸性化合物，称为核素。当时，得到的只是含蛋白质的核酸制品。二十年后，1889年Altman制备了不含蛋白质的的核酸制品。称为核酸。（二）核酸的早期研究在以后的四五十年里，Kossel和Levene等在确定核酸的组

2、分方面做了大量的工作，逐步明确了核酸为两大类。并且，Kossel等因发现了除G以外的其他四种碱基，所以获得1910年的诺贝尔生理医学奖。(G是J.Piccard发现）P.A.Levene及其同事对核糖，2-脱氧核糖，核苷及核苷酸等的鉴定等作出了贡献。后由于二次世界大战，核酸的研究迟缓。直到二战结束，有两个重要进展发表了1.查格夫规则这就是1943年Chargaff（查格夫）证明DNA中4种碱的比例并不是相等，总是A=T,G=C，并认为在DNA中是A-T配对，G-C配对的规律，因此后来称之为查格夫规则。2.DNA是遗传物质第二个是1944年O.T.Avery,C.M.M

3、acleod及M.Mccarty等在研究肺炎球的转化现象时，发现从一种类型肺炎球菌制备的DNA可以引入到另一种肺炎球菌的细胞内并引起后者的遗传性状改变成前者。因此他们得出结论：遗传物质是DNA。这对于当时“蛋白质是遗传物质”的流行观点是一个挑战，因此，曾一度被怀疑他们的实验中所用的DNA是含有蛋白质的不纯的核酸。然而，后来证明Avery等人的实验以令人信服的证据证明了：DNA是遗传物质。从此核酸的研究重新受到普遍高度重视。1916-1928-1916-UniversityofLondonLondon,GreatBritainHarvardUniversityCam

4、bridge,MA,USAInstituteofMolecularBiologyCambridge,GreatBritainGreatBritainUSAGreatBritainMauriceHughFrederickWilkinsJamesDeweyWatsonFrancisHarryComptonCrick"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobel

5、PrizeinPhysiologyorMedicine19621953年，核酸研究的又一个里程碑出现了这就是J.D.Waston（美）和F.H.C.Crick（英）提出的DNA双螺旋结构模型这个学说不但阐明了DNA的结构，并且为一个DNA分子如何复制成两个相同结构的DNA分子以及DNA怎样传递生物体的遗传信提供合理的说明。这一学说为现代分子生物学和分子遗传学奠定了关键性基础，受到科学界普遍重视，因此，1962年被授予诺贝尔生理医学奖从此之后的几十年里，核酸研究进展之快，涉及范围之广，影响之大，内容之丰富，在生物科学领域内是少见的。目前关于核酸的研究主要有以下方面：1.

6、核酸的生物合成包括DNA的复制，DNA转录成RNA和转录后的加工以及RNA反转录成DNA等。2.DNA不仅存在于细胞核内，在核外的一些细胞器中也存在，如真核生物的线粒体，叶绿体等，原核生物的质粒等，以及RNA病毒和噬菌体，DNA病毒和噬菌体。3.RNA和蛋白质生物合成的关系，tRNA,mRNA,rRNA的发现；三联密码的确定，蛋白质的生物合成过程等。4．核酸代谢：嘌呤和嘧啶核苷酸的生物合成。5．重要核酸工具酶相继发现，如核酸酶，聚合酶，限制性内切酶，连接酶等。6．核酸分子中核苷酸排列顺序（一级结构的测定）。7．核酸高级结构的测定。8.基因表达和调控机制。9.真核生物与

7、原核生物DNA和RNA的差异。真核生物基因的不连续性和剪切现象的发现。目前关于核酸的研究主要有以下方面（续）10.修饰核苷酸和具有重要生物功能的小分子核苷酸的发现。11.不同核酸之间和核酸与蛋白质之间的相互作用：核酸与蛋白质复合体如染色体，核糖体，复制体，病毒，噬菌体等。以及转录调控蛋白质因子与DNA顺式作用元件等的相互作用。12.细胞核内小分子RNA(snRNA)和其他小分子RNA(asRNA)的结构与特殊功能的研究。13.核酸的人工化学合成及PCR技术等。（四）生物技术的兴起DNA重组技术建立的技术背景（1）1970年：Smith&Wilcox发