核酸化学-(理化性质).ppt

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1、第八章核酸化学第一节.核酸概述第二节.核酸的结构第三节.核酸的物理化学性质第四节.核酸的研究方法核酸的理化性质第三节目录P503一、核酸的一般性质(了解)①核酸和核苷酸既有磷酸基，又有碱性基团，所以是两性电解质，由于磷酸酸性较强常表现酸性。②晶形-DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末。③粘度—大多数DNA为线性分子，分子极不对称，长度可达几厘米，而直径只有几纳米，所以即使是极稀的DNA溶液，也有极大的粘度，RNA溶液的粘度要小得多。④溶解性：微溶于水(溶液呈酸性)，不溶于一般有机溶剂，在70%乙醇中

2、形成沉淀==>用70-95%乙醇提纯核酸。核苷酸无色、溶于水。RNA易溶于低盐(0.14MNaCl)，DNA易溶于高盐浓度(1MNaCl)。室温下，稀碱能水解RNA，而DNA稳定。稀酸可水解DNA，而浓酸可水解RNA。⑤旋光性-均很强二、核酸的水解(P503,掌握)核酸碱基与戊糖形成的N-糖苷键。磷酸基与两种糖分别形成核糖磷酸酯和脱氧核糖磷酸酯。这些糖苷键和磷酸酯键都能被酸或碱和酶水解。糖苷键和磷酸酯键都能发生酸水解，但糖苷键比磷酸酯键更易被酸水解。嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键对酸更不稳定。对酸最不稳

3、定的是嘌呤与脱氧核糖之间的糖苷键。DNA在pH1.6于37℃对水透析即可完全除去嘌呤碱。在pH2.8于100℃加热1h，也可完全除去嘌呤碱。水解嘧啶碱需要较高的温度。用甲酸（98％-100％）密封加热至175℃2h，无论RNA还是DNA都可以完全水解，产生嘌呤和嘧啶碱，缺点是尿嘧啶的回收率较低。改用三氟乙酸在155℃加热60min（水解DNA）或80min（水解RNA），嘧啶碱的回收率显著提高。1．酸水解RNA的磷酸酯键易被碱水解，产生核苷酸；用于水解RNA的碱有NaOH和KOH，以KON较好，碱浓度一

4、般为0.3-1mol/L，在室温至37℃下水解18～24h即可水解完全。DNA的磷酸酯键则不易被碱水解。DNA一般对碱稳定，在1mol/LNaOH中加热至100℃4h，可以得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。2．碱水解总结．酸或碱的水解核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断。DNA和RNA对酸或碱的耐受程度有很大差别。例如，在0.1mol/LNaOH溶液中，RNA几乎可以完全水解，生成2′-或3′-磷酸核苷；DNA在同样条件下则不受影响。这种水解性能上的差别？与RNA核糖基上2′-OH的邻基参与作用有

5、很大的关系。在RNA水解时，2′-OH首先进攻磷酸基，在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱的作用形成水解产物。水解核酸的酶类很多。非特异性水解磷酸二酯键的酶称为磷酸二酯酶，如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶。专一水解核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶。3.酶水解①按底物专一性分类两类：以DNA为底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA为底物的RNA水解酶（RNases）。②根据作用方式分两类：核酸外切酶和核酸内切酶。作用位点在多核苷酸链内部的为核酸内切酶。从多核苷酸链的末端开始，逐个的将核苷酸切下，从而

6、使核酸进行降解的酶称为外切酶。③按磷酸二酯键断裂的方式分两类：一种是在3’-OH与磷酸基之间断裂，其产物是5’-核苷酸或寡聚核苷酸。另一种是在5’-OH与磷酸基之间断裂，其产物是3’-核苷酸或寡聚核苷酸。④其它分类标准还有对底物二级结构的专一性，作用于双链核酸的叫双链酶，作用于单链的叫单链酶。核酸外切酶作用的方向性，3’→5’或5’→3’。对磷酸二酯键两侧的碱基有无选择性等。（1）核酸酶的分类①牛胰核糖核酸酶（RNaseI）只作用于RNA，不作用于DNA。且具有极高专一性的酶，其作用位点是嘧啶核苷-3’

7、-磷酸与其他核苷酸之间的键（5’-磷酸酯键）。产生3’-嘧啶核苷酸或以3’-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。(P503)②核糖核酸酶T1具有比RnaseI更高的专一性。他作用的位点是3’-鸟苷酸与其相邻核苷酸的5’-OH之间的连键。产生3’-鸟苷酸或以3’-鸟苷酸结尾的寡核苷酸。③核糖核酸酶T2主要作用点为Ap残基，可以将tRNA完全降解成3’-腺苷酸结尾的寡核苷酸。（2）核糖核酸酶类（RNase）①牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseI）切断双链DNA或单链DNA成为以5’-磷酸为末端的寡核苷酸，平均长度为4核苷

8、酸。②牛脾脱氧核糖核酸酶（DnaseII）降解DNA成为3’-磷酸为末端的寡核苷酸，平均长度为6核苷酸。③链球菌脱氧核糖核酸酶核酸内切酶，作用于DNA，产物为5’-磷酸为末端长度不同的碎片。④限制性内切酶在细菌中发现，主要降解外源DNA。具有严格的碱基序列专一性。它能专一识别并切割DNA上特定碱基序列，产物仍为双链DNA片段。限制内切酶的识别和切割位点通常是4-6bp组成的回文结构。切开后的产物具有粘性末端。限制性内切酶在基因工程中得到广泛