生物化学周爱儒

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1、《生物化学》周爱儒第六版第二章核酸的结构与功能StructureandFunctionofNucleicAcid核酸的发现和研究工作进展1868年FridrichMiescher从脓细胞中提取“核素”1944年Avery等人证实DNA是遗传物质1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年Nirenberg发现遗传密码1975年Temin和Baltimore发现逆转录酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法1985年Mullis发明PCR技术1990年美国启动人类基因组计划(HGP)1994年中

2、国人类基因组计划启动2001年美、英等国完成人类基因组计划基本框架第一节核酸的化学组成及一级结构第二节DNA的空间结构与功能第三节RNA的结构与功能第四节核酸的理化性质及其应用核酸的分类、分布与功能核糖核酸（RNA）：脱氧核糖核酸（DNA）：mRNA（信使RNA）5%Pr合成的直接模板tRNA（转运RNA）15%转运AArRNA（核蛋白体RNA）80%充当装配机，提供场所细胞质，参与蛋白质的生物合成。核内染色质，遗传的物质基础，决定遗传特性。基因——DNA分子中的功能片段。第一节核酸的化学组成及一级结构TheChemicalComp

3、onentandPrimaryStructureofNucleicAcid一.核酸的元素组成C、H、O、N、P（RNA:9.5%、DNA:9.9%）二、组成核酸的基本单位：核苷酸核苷酸核苷酸磷酸核苷A、GU、C、T戊糖碱基嘌呤碱嘧啶碱核酸A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）U（尿嘧啶）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）（1）组成核酸的碱基腺嘌呤Adenine鸟嘌呤guanine尿嘧啶uracil胞嘧啶cytosine胸腺嘧啶thymine嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，在紫外区有吸收（260nm左右）。酮式烯醇式互变异构（2）戊糖组成核酸

4、的戊糖有两种。（3）核苷nucleosideC-N糖苷键（4）核苷酸nucleotideNDPNTPNMPdNDPdNTPdNMPRNAAUCGUUUDPCTP举例：AMPDNAATCGTTdADPdTTPdGMP核苷酸的命名及其符号磷酸（脱氧）苷两类核酸在分子组成上的异同点RNADNA组分磷酸磷酸戊糖核糖脱氧核糖碱基嘌呤嘧啶AGUCT补充：1.碱基修饰核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。2.核苷酸的重要衍生物（1）ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)（2）cAMP和cGMP细胞信息传递的重要信使。1.核酸一级结构的概念及其连接概念：核酸中

5、核苷酸的排列顺序，又称为核苷酸序列，或碱基序列。脱氧核糖核苷酸之间以磷酸二酯键相连。2.核酸的书写5′PAPCPGPCPTPGPTPA3′5′ACGCTGTA3′三、核酸的一级结构**DNA和RNA对遗传信息的携带和传递，是依靠碱基排列顺序变化而实现的。第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA一.DNA的二级结构1953年，Watson和Crick根据DNA结晶的X-衍射图谱和分子模型，提出了著名的DNA双螺旋结构模型。1、结构要点：（1）由逆向平行的两条链组成双螺旋。（2

6、）两链之间遵循特定的碱基互补规律（碱基配对）。A—TG—C（通过两个氢键相连）（通过三个氢键相连）（4）双螺旋结构的稳定横向：碱基对间的氢键纵向：疏水性碱基堆积力（3）右手螺旋，直径：2nm；10bp/周；螺距：3.4nm。碱基组成分析Chargaff规则：[A]=[T]、[G][C]2、生物学意义：提出了遗传信息的贮存方式、DNA的复制机理是DNA复制、转录和翻译的分子基础了解：DNA双螺旋结构的多样性二.DNA三级结构：超螺旋结构(superhelix，supercoil)双螺旋分子进一步螺旋化生成。如：原核生物DNA的高级结

7、构三、DNA四级结构：核小体nucleosome（真核生物）DNA+组蛋白（H1、H2A、H2B、H3、H4）四、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。第三节RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNAmRNA的结构特点:真核细胞mRNA的3’-末端有一段长达200个核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA)，称为尾结构。（参与mRNA从

8、细胞核到细胞质的转移；与其半寿期有关。）5’-末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为帽结构。（与翻译与mRNA的稳定有关。）一.mRNADNAmRNA蛋白转录翻译原核细胞细胞质细胞核DNA内含子外显子转录转录后剪接转运mRNAhnRNA翻译蛋