2019年核酸的结构与功能ppt课件.ppt

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1、1核酸的结构与功能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1958年Crick提出遗传信息传递的中心法则1968年Nirenberg发现遗传密码1970年建立DNA重组技术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年中国人类基因组计划启动2019年美、英等国完成人类基因组计划基本框架核酸化学的发展成

2、就1.1核酸的种类、分布和化学组成1.2核酸的分子结构1.3核酸的理化性质及其应用1.1核酸的种类、分布和化学组成1.1.1核酸的生物学功能1.1.2核酸的种类、分布1.1.3核酸的化学组成一、种类脱氧核糖核酸（DNA）:脱氧核糖核糖核酸（RNA）：核糖信使RNA(mRNA)转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）根据戊糖的不同：真核细胞原核细胞DNA核染色体上拟核染色体上线粒体、叶绿体质粒RNA细胞质细胞质细胞核二、分布DNA为双链分子（线状和环状），RNA为单链分子。三、功能DNA：遗传物质，是遗传信息的贮存和携带者。RNA：1.转录DNA的遗传信息，并指导蛋

3、白质的合成；2.作为遗传物质（RNA病毒）；3.催化功能（核酶）各种RNA的功能tRNA：识别密码子，携带氨基酸。mRNA：蛋白质合成的模板。rRNA：作为核糖体的重要组成成分参与蛋白质的生物合成。四、基本组成核苷酸磷酸核苷戊糖碱基核糖（RNA）脱氧核糖（DNA）A、G、C、U（RNA)A、G、C、T(DNA)核酸(RNA、DNA）元素：C、H、O、N、P组成单位：一、戊糖二、含氮碱基三、核苷四、核苷酸五、核苷酸衍生物一、戊糖RNADNA二、含氮碱基A、G、C、U（RNA)A、G、C、T(DNA)嘌呤碱和嘧啶碱修饰碱基核苷：戊糖与嘌呤或嘧啶碱以糖苷键连接。（包括核苷和脱

4、氧核苷）糖苷键：戊糖的C1′－OH与嘌呤碱的N9－H或嘧啶碱的N1－H脱水分别形成C1′－N9和C1′－N1糖苷键。三、核苷DNA中为：dA、dG、dC、dTRNA中为：A、G、C、U稀有核苷假尿苷（ψ）黄嘌呤核苷X二氢尿嘧啶核苷D5OH假尿苷的结构核苷酸：核苷与磷酸以酯键连接。即核苷中戊糖的C5’－OH中的H与磷酸的－OH脱水形成的磷酸酯键。四、核苷酸腺嘌呤核苷酸（AMP）脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）鸟苷酸（GMP）胞苷酸（CMP）尿苷酸（UMP）脱氧鸟苷酸（dGMP）脱氧胞苷酸（dCMP）脱氧胸苷酸（dTMP）核苷酸脱氧核苷酸NDPNTPNMPdNDPdNTPdNM

5、PAGCUUAGCTTT五、核苷酸的衍生物UNMP＋piNDP＋H2ONDP＋piNTP＋H2ONMP＋ppiNTP＋H2OdNTP、NTP是DNA、RNA合成的原料ATP：能量的通用货币（高能磷酸键）辅酶：NADP+NAD+、NADP＋、FAD、CoA参与酶促反应1.2核酸的分子结构一、一级结构二、二级结构三、三级结构四、DNA和基因组一、一级结构脱氧核苷酸的排列顺序。作用力：3’，5’-磷酸二酯键即：前一个核苷酸的3’－OH中的H与后一个核苷酸的5’－磷酸基团的－OH脱水形成。阅读5’——3’1.双螺旋结构模型的主要依据A:X射线衍射数据B：碱基成对的依据(char

6、gaff定则）(1)同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同；不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在(A＋T)/(G＋C)比值的不同。(2)双链DNA，[A］=［T]，[G］=［C]，［A＋G］=［C]＋［T]。C:电位滴定行为：（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕形成右手双螺旋。反向平行是指一条链是5’－3’端，则另一条链必为3’-5’端。2.双螺旋结构模型的要点（2）磷酸与核糖彼此通过3’,5’-磷酸二酯键相连接位于双螺旋外侧，形成DNA分子的骨架。碱基位于内侧。碱基平面与螺旋轴基本垂直，糖环平面与螺旋轴基本平行。5’3’（3）双螺旋的直径为2nm，

7、沿中心轴每旋转一周有10个碱基对（bp）,螺距为3.4nm。两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm，两个脱氧核苷酸之间的夹角为36°。（4）双螺旋结构上有二条螺形凹沟，较深的沟称大沟，较浅的称小沟。大沟的宽度为1.2nm，深度为0.85nm。小沟的宽度为0.6nm，深度为0.75nm。5’3’5’3’3.4nm小沟大沟2nm(5)两条脱氧核苷酸链依靠碱基互补原则进行配对。彼此碱基之间靠A＝T配对形成两个氢键、G＝C配对形成三个氢键稳定结构。氢键、碱基堆积力、离子键——作用力3.DNA双螺旋的构象类型DNA双螺旋结构：