动物生化第八章核酸的化学结构

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1、第八章核酸的化学结构讲授内容第一节核酸的化学组成与结构第二节RNA分子的结构教学目标了解主要的嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸的结构。掌握DNA和RNA在组成、结构和功能上的差异。掌握DNA双螺旋模型的要点，以及模型在生物学上的意义。核酸的概述核酸是生物体的基本组成物质，是重要的生物大分子，从高等的动、植物到简单的病毒都含有核酸。核酸的发现1868年，瑞士的内科医生F.Miescher从脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，将其称为“核素”(nuclein，脱氧核糖核蛋白)1889年，Altamann将其纯化，把其中不含蛋白的

2、酸性物质成分称为“核酸”(nucleicacid)核酸的种类、分布脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA)在真核细胞中DNA主要存在于细胞核内，DNA与组蛋白结合形成染色体少量的DNA存在于核外的线粒体、叶绿体中核糖核酸(ribonucleicacid,RNA)RNA主要存在于细胞质中，微粒体含量最多，线粒体含少量在细胞核中也含有少量的RNA，集中于核仁病毒只含DNA或RNA，不可能即含DNA又含RNA，所以有的是DNA病毒，有的是RNA病毒。核酸的生物学功能核酸最为重要的作用是遗传的作用在二十世纪的

3、上半叶，人们建立了基因遗传的染色体理论，认为基因存在于染色体上。但没有对基因的化学本质作出回答。细菌的转化试验1928年英国FrederickGriffith的肺炎双球菌转化试验Griffith认为“死细菌可能提供了某些特异性的蛋白质原料，使R型细菌能够制造夹膜”。1944年，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质是DNA他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型细菌定向转化为SⅢ型细菌1957年，HeinazFraenki-Conrat和B.Singre烟草花叶病毒

4、试验基因必须表现三种基本的功能：遗传功能即基因的复制表型功能即基因的表达进化功能即基因的变异核酸的功能与上述要求相对应自我复制转录、翻译突变第一节核酸的化学组成与结构脱氧核糖核酸(DNA)核酸核糖核酸(RNA)组蛋白染色体蛋白质非组蛋白少量的类脂与无机物质27%6%66%一、核酸的化学组成若将核酸(DNA或RNA)逐步水解，则可生成多种中间产物。1、碱基嘧啶碱嘌呤碱2、戊糖3、核苷由一个戊糖和一个碱基缩合成戊糖的第1位碳原子与嘧啶碱的第1位氮原子相连接或嘌呤碱第9位氮原子相连接RNA中的核苷称核糖核苷(或称核苷)，包括腺苷、

5、鸟苷、胞苷和尿苷分别以A、G、C、U表示DNA中的核苷称脱氧核糖核苷，包括脱氧腺苷、脱氧鸟苷、脱氧胞苷和脱氧胸苷分别以dA、dG、dC、dT表示，“d”表示脱氧核苷结构5、核苷酸5`-腺苷酸（５`-AMP）两种核酸核苷酸的主要区别RNADNA酸磷酸磷酸糖D-核酸D-2-脱氧核酸含氮碱嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤G腺嘌呤A鸟嘌呤G嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶U胞嘧啶C胸腺嘧啶T糖环上连接磷酸的位置天然核酸中只发现5′连接磷酸的核苷酸核苷酸的磷酸化核苷酸分子都只含有一个磷酸基，故统称为核苷一磷酸(NMP)但5′核苷酸的磷酸基都可进一步磷酸化形成相应

6、的核苷二磷酸(NDP)和核苷三磷酸(NTP)二、DNA的分子结构1、DNA分子的大小、形状天然存在的DNA分子最显著的特点是很长，分子质量很大，一般在106-1010D。大肠杆菌染色体由400万碱基对(basepair，bp)组成的双螺旋DNA单分子分子质量为2.6×106DNA分子的形状DNA有的呈双股(doublestrandDNA，dsDNA)线型分子，有些为环状，也有少数呈单股(singlestrand，ssDNA)环状2、DNA的碱基组成DNA分子中的碱基主要是由腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（

7、T）四种碱基组成少量的稀有碱基，如5—甲基胞嘧啶（m5C）等DNA的碱基组成符合碱基摩尔比例规律（碱基当量定律）腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A＝T鸟嘌呤与胞嘧啶(包括5—甲基胞嘧啶)的摩尔数相等，即G＝C+m5C因此嘌呤碱基的总摩尔数等于嘧啶碱基的总数，即A+G＝T+C+m5CDNA的碱基组成的特点具有种的特异性没有器官和组织的特异性DNA的碱基组成符合碱基摩尔比例规律年龄、营养状况、环境的改变不影响DNA的碱基组成3、DNA的一级结构概念核酸的一级结构是指在其多核苷酸链中各个核苷酸之间的连接方式、核苷酸的种类数量以及核

8、苷酸的排列顺序意义DNA的遗传信息是由碱基的精确排列顺序决定的，生物的遗传信息就储存于DNA的核苷酸序列中70年代后期，Sanger和Gilbert等分别建立了DNA中核苷酸顺序快速测定法，推动了核酸研究的进展DNA分子的连接方式DNA分子是由几千到几干万个脱氧核糖核苷酸线型联贯而成的，没