《核酸的化学结构》PPT课件

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1、第八章核酸的化学结构生物化学概述核酸的化学组成DNA的结构RNA的结构与功能核酸的性质教学内容第一节概述核酸是重要的遗传物质核酸的分类及分布核酸的水解教学内容核酸(nucleicacid)是生物特有的重要的大分子化合物，广泛存在于各类生物细胞中，“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传现象即源于核酸上所携带的遗传信息。一、核酸是重要的遗传物质早在1868年，瑞士的一位年轻科学家Miescher(米歇尔)从外科绷带上脓细胞的细胞核中分离出了一种具有极强酸性的物质，它的含磷量之高超过任何当时已经发现的有机化合物，由于来源于细胞核，被称为“核素”。1889年，Altmann(奥

2、特曼)将之纯化，并其中不含蛋白质成分称为“核酸”。现在我们已有充分的事实证明，所有的生物无例外的都含有核酸，核酸是一切生物必定含有的正常成分。二、核酸的种类、分布与功能分类：核酸分为二大类核糖核酸(RNA)，脱氧核糖核酸(DNA)。分布：多数细胞含有两种核酸，DNA主要存在于细胞核中，少量存在细胞核外；RNA则主要存在于细胞质中，少量存于在细胞核中；病毒只含有一种核酸，多数细菌病毒(噬菌体)属于DNA病毒，少数噬菌体属RNA病毒；植物病毒绝大部分为RNA病毒，少数为DNA病毒；动物病毒中，有的属DNA病毒，有的属RNA病毒；不含外壳蛋白类病毒，仅由RNA组成。

3、功能：对绝大多数生物而言DNA是遗传信息的贮存和携带者，在不含有DNA的RNA毒中，RNA是遗传物质；RNA的主要功能是参与遗传信息的表达。三、核酸的水解核酸分子很大，但可在酸、碱和酶的催化下逐步降解，所以可以通过分离鉴定降解的中间产物和最终产物，来分析核酸的组成成分以及这些成分的相互关系。核酸核苷酸核苷磷酸碱基戊糖核酸逐步降解的过程：核酸是由核苷酸组成的，核苷酸是组成核酸的基本结构单位。核酸是由几百甚至几千万个核苷酸聚合而成的生物大分子，称为多聚核苷酸。而碱基、戊糖和磷酸则是组成核酸的基本组分。部分水解产物完全水解产物第二节核酸的化学组成碱基、戊糖和磷酸核苷

4、核酸的基本结构单位——核苷酸核酸分子中核苷酸的连接方式教学内容从化学的角度看，核酸是核苷酸的多聚体。而核苷酸又是由更小的分子——碱基、戊糖和磷酸组成。一、核酸的基本组分——碱基、戊糖和磷酸DNA与RNA在组分上的差异基本组分DNARNA碱基嘌呤碱腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)嘧啶碱胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)戊糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸碱基：核酸中的碱基有两类：嘌呤碱和嘧啶碱。它们是含氮的杂环化合物，所以称为碱基，也称含氮碱。嘌呤碱嘧啶碱腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(C)碱基的结构特征：核酸中

5、的碱基都含N的杂环化合物，嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。由于存在共轭双键，故在250-280nm处有紫外吸收光谱，最大吸收峰在260nm处。核酸中五种碱基中的酮基和氨基，均位于碱基环中氮原子的邻位，可以发生酮式-烯醇式或氨基-亚氨基之间的结构互变。这种互变异构在基因的突变和生物的进化中具有重要作用。核酸稀有碱基：除上述5种基本的碱基外，核酸中还有一些含量稀少的碱基，通常称为稀有碱基。这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化或进行其它的化学修饰而形成的衍生物，因此也称之为修饰碱基。戊糖和磷酸：核酸中的戊糖有核糖和脱氧核糖两种，分别存在于核糖核

6、苷酸和脱氧核糖核苷酸中。核酸中两种戊糖都是以β-呋喃环形结构存在，不具有直链醛型结构。核酸是含磷的生物大分子，DNA和RNA分子中都含有一定量的磷酸，所以核酸呈酸性，可与Na+、多胺、组蛋白结合。核酸中的磷酸参与形成3',5'-磷酸二酯键，使核酸连成多核苷酸链。核苷由戊糖和碱基缩合而成，并以糖苷键连接。糖环上的C1’与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9相连接。所以糖与碱基之间的连键是NC键，称为N-糖苷键。糖环中C1’是不对称碳原子，所以有α-和β-两种构型。但核酸分子中的糖苷键均为β-糖苷键。应用X-光衍射分析证明，核苷中的碱基与糖环平面互相垂直。二、核苷核苷的类

7、别及名称：根据组成核苷的戊糖不同，分成核糖核苷与脱氧核糖核苷两大类。碱基核糖代表符号脱氧核糖代表符号腺嘌呤腺苷A脱氧腺苷d-A鸟嘌呤鸟苷G脱氧鸟苷d-G胞嘧啶胞苷C脱氧胞苷d-C尿嘧啶尿苷U——胸腺嘧啶——脱氧胸腺苷d-T常见核苷的名称及代表符号三、核酸的基本结构单位——核苷酸核苷酸是核苷的磷酸酯，由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖和磷酸所组成。含核糖的核苷酸称核糖核苷酸，含脱氧核糖的核苷酸称脱氧核糖核苷酸。碱基核糖代表符号脱氧核糖代表符号腺嘌呤腺苷酸AMP脱氧腺苷酸d-AMP鸟嘌呤鸟苷酸GMP脱氧鸟苷酸d-GMP胞嘧啶胞苷酸CMP脱氧胞苷酸d-CMP尿嘧啶尿苷

8、酸UMP——胸腺嘧啶——脱氧胸腺苷酸d