核酸化学与核苷酸代谢

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1、核酸化学与核苷酸代谢概　述核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，它不仅对于生命的延续，生物物种遗传特性的保持，生长发育，细胞分化等起着重要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。因此，核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。核酸是由核苷酸组成的具有复杂三维结构的大分子化合物，是遗传的物质基础。第六节核酸酶本章要讲述的主要内容第一节核酸的化学组成第二节核酸的一级结构第三节DNA的空间结构与功能第五节核酸的理化性质及其应用第四节RNA的空间结构与功能第一节核酸的化学组成脱氧核糖核

2、酸(deoxyribonucliecacidDNA),磷酸(phosphate)一.核酸的种类二.核酸的化学组成碱基(base)戊糖(pentose)核糖核酸（ribonucliecacid,RNA)核酸核苷酸核酸酶核酸的种类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸（RNA)两类核酸的基本化学组成比较DNARNA嘌呤碱腺嘌呤(A)腺嘌呤(A)（Purinebases）鸟嘌呤(G)鸟嘌呤(G)碱基(Base)嘧啶碱胞嘧啶(C)胞嘧啶(C)（Pyrimidinebases）胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖(Pentose)酸磷酸磷酸(Acid)CN

3、CCCNNNCHHHNH2嘌呤碱123456789嘌呤CNCHCCCNNHCHNH2CNCCCCNNHCHOH2N腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)626HCHNHCCHCHNNH2OCCHNCHCHNHOONCHNCHCCHHOOCHNCCCHNHCH3嘧啶胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）123456核糖核酸（RNA）脱氧核糖核酸（DNA）核酸核苷酸核苷磷酸戊糖碱基核酸的组成核酸酶水解由戊糖和碱基以糖苷键连接而成核苷脱氧核糖核糖嘌呤碱基嘧啶碱基CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2腺苷9CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCN

4、NHCHNH2脱氧腺苷91’由核苷的戊糖羟基被磷酸酯化而成5’※核苷酸的命名含一个磷酸基团：核苷一磷酸（NMP）含两个磷酸基团：核苷二磷酸（NDP）含三个磷酸基团：核苷三磷酸（NTP）N代表各种碱基的名称环化核苷酸：cNMPO第二节DNA的结构与功能一、DNA的结构二、DNA的生物学功能1.DNA的一级结构2.DNA的二级结构3.DNA的三级结构携带并传递遗传信息四种脱氧核糖核苷酸通过3’、5’-磷酸二酯键彼此连接而形成的直线形或环线形分子.DNA分子中核苷酸的排列顺序.DNA的一级结构核苷酸链的书写方法双螺旋结构即DNA分子的空间结构1.Chargaff

5、碱基组成规律2.DNA晶体的X-射线图谱研究各原子之间的键长、键角一、DNA分子模型建立DNA的二级结构由JamesWatson和FrancisCrick提出(1)腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等.A=T鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等.G=C嘌呤总数=嘧啶总数A+G=C+T(2)DNA的组成具有种的特异性(3)DNA的碱基组成没有组织的特异性,且较为稳定,不随年龄、营养状态、环境改变的影响Chargaff碱基组成规律ＤＮＡ分子双螺旋结构模型要点1.ＤＮＡ由两条反向平行的脱氧多核苷酸（两条链的走向为5’→3’和3’→5’），围绕一中心轴（假想轴）构成右手双螺旋结构。

6、彼此间以磷酸二酯键相连，构成ＤＮＡ的骨架。2.碱基在双螺旋内侧。双链中相对的碱基按Ａ＝Ｔ和Ｇ≡Ｃ通过氢键配对连接，形成互补.磷酸基与脱氧核糖在外侧，5’C3’5’C3’5’C糖环平面与中心轴平行。3.碱基平面与中心轴垂直，各相邻平面部分重叠。3.4nm4.双螺旋的直径为2nm沿轴向，每个碱基平面的距离为0.34nm每圈螺旋含有10对核苷酸，其轴向距为3.4nm,(3)离子键5.维持DNA双螺旋稳定的作用力(1)互补碱基间的氢键(2)使碱基平面堆积的平面间范德华力,又称碱基堆积力二、DNA结构的多样性A-DNA：右手螺旋B-DNA：Watson-Crick模

7、型，右手螺旋生理条件下DNA最稳定的结构形式Z-DNA：左手螺旋DNA的三级结构原核生物真核生物没有典型的细胞核结构，真核生物ＤＮＡ的三级结构是由ＤＮＡ分子与组蛋白(histine)和非组蛋白(nonhistineprotein,NHP)结合组成。被认为是原核生物ＤＮＡ的三级结构被认为是真核生物ＤＮＡ的三级结构超螺旋结构核小体结构DNA超螺旋结构H2A、H2B、H3和H4各两分子组成组蛋白八聚体，构成核心组蛋白双螺旋DNA以左手超螺旋的方式绕核心颗粒1.75圈，缠绕在核心组蛋白表面，构成核心颗粒核心颗粒和连接区DNA及附着在连接区DNA上的组蛋白H1构成核

8、小体一个个核小体连接成串珠状结构染色单体折叠折叠第三节RNA的结构