04 第四章 核酸.ppt

第1页：第4章核酸Nucleic acids

第4章核酸Nucleic acids

本页为图示页，说明核酸的化学组成与空间结构。

第2页：本章主要内容

本章主要内容

• 核酸的化学组成
• 核酸的结构
• 核酸的理化性质

第3页：acids）——19世纪60年代

acids）——19世纪60年代

acids）——19世纪60年代，由Miescher发现。1889年Altmann将其纯化，证明核酸是含磷的酸性生物大分子。20世纪40年代，Avery确定核酸是遗传信息的载体，普遍存在于生命有机体中。

脱氧核糖核酸，DNA （Deoxyribonucleic Acid），在原核细胞是核质的成分，在真核细胞DNA与蛋白质结合形成染色体，少量存在于线粒体。

一个生命有机体的每个体细胞（除生殖细胞外）都含有相同质和量的DNA，包含了它的全部遗传信息。核糖核酸，RNA （Ribonucleic Acid）主要存在于胞液内，真核细胞的核仁和线粒体也含有少量RNA。

RNA的量是变动的。主要有信使RNA（mRNA），转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。病毒或者是DNA病毒或者是RNA病毒

第4页：1 核酸的化学组成

1 核酸的化学组成

• 核酸，DNA或RNA，经核酸酶水解生成单核苷酸。
• 单核苷酸是组成核酸的基本单位。
• 核苷酸进一步分解生成碱基、核糖（或脱氧核糖）和磷酸。
• 核酸低聚核苷酸单核苷酸磷酸核苷碱基核糖核酸的水解过程

第5页：碱基(base)

1.1 碱基(base)

核酸中的嘧啶碱基核酸中的嘌呤碱基其他的稀有碱基

第6页：核糖(ribose)

1.2 核糖(ribose)

DNA含脱氧核糖RNA含核糖

第7页：核苷(nucleoside)

1.3 核苷(nucleoside)

核苷（上）与脱氧核苷（下）

第8页：核苷酸(nucleotide)

1.4 核苷酸(nucleotide)

核糖核苷酸（上）与脱氧核糖核苷酸（下）

第9页：腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）3′

腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）3′

5′-环状腺苷酸（cAMP）

第10页：DNA与RNA化学组成的差别

DNA分子和RNA分子中化学组成的差别：下表列出相关数据。

第11页：2 核酸的结构

2 2.1 核酸中核苷酸的连结方式DNA片段

2.1 核酸中核苷酸的连结方式DNA片段RNA片段注意核苷酸之间的连接方式是3’，5’-磷酸二酯键

第12页：

第13页：DNA分子的大小天然存在的DNA分子最显

2.2 DNA分子的大小天然存在的DNA分子最显

DNA分子的大小天然存在的DNA分子最显著的特点是很长，分子质量很大，一般在106-1010。DNA的碱基组成有如下特点

第14页：RNA：占细胞中RNA总量

2.3 RNA：占细胞中RNA总量

RNA：占细胞中RNA总量的3%-5%，分子量大小不一，不稳定，代谢活跃，更新迅速，是合成蛋白质的模板。rRNA：细胞中含量最多的RNA，核糖体的组成成分。tRNA：约占细胞中RNA总量的15%。

约由75-90个核苷酸组成。蛋白质合成中携带活化的氨基酸RNA的碱基组成：A、G、C、U, 含少量的稀有碱基RNA分子的类型：mRNA、rRNA、tRNA

第15页：核酸的一级结构

2.4 核酸的一级结构

本页为图示页，说明核酸的化学组成与空间结构。

第16页：

第17页：子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链

子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链

子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成

第18页：螺旋的直径约为2nm

螺旋的直径约为2nm

螺旋包含10对碱基，其高度为3.4nm。碱基平面之间的垂直距离0.34nm

第19页：碱基互补配对的氢键数目

碱基互补配对的氢键数目

对氢键

第20页：Watson和Crick所提出的模型

Watson和Crick所提出的模型

B-DNA。不同构型的DNAB型是最稳定的构型

第21页：1957年发

1957年发

现在基因的调控区或染色质的重组部位有DNA的三螺旋结构

第22页：超螺旋DNA指DNA

2.6 超螺旋DNA指DNA

双螺旋通过弯曲和扭转所形成的特定构象,即DNA的三级结构

第23页：DNA超螺旋的三种构象

DNA超螺旋的三种构象

是由于缠绕不足形成的负超螺旋A 是线性的DNA分子

第24页：致密形式存在于细胞核的染色体中

致密形式存在于细胞核的染色体中

以致密形式存在于细胞核的染色体中。染色体的基本单位是核小体(nucleosome)核小体：由DNA和组蛋白共同构成。

核心组蛋白：4种组蛋白(H2A , H2B , H3 ,H4)形成的8聚体DNA：以负超螺旋缠绕在核心组蛋白上H1在核小体之间起连接作用染色体的基本单位是核小体(nucleosome)

第25页：核小体的串珠状结构

核小体的串珠状结构

本页为图示页，说明核酸的化学组成与空间结构。

第26页：分子中常可以见到局部区域碱基互补形成的螺

分子中常可以见到局部区域碱基互补形成的螺

分子中常可以见到局部区域碱基互补形成的螺旋结构，称为“茎环”结构或“发卡”结构tRNARNA的结构

第27页：3 核酸的性质

3 3.1 紫外吸收的特性嘌呤和嘧啶在260

3.1 紫外吸收的特性嘌呤和嘧啶在260 nm有特异的吸收峰,这个性质用于核酸的分析

第28页：溶解性溶于偏碱的溶剂中，可以为乙醇沉淀

3.2 溶解性溶于偏碱的溶剂中，可以为乙醇沉淀，容易受机械作用力而

3.3 黏性DNA溶液有高度的黏性

第29页：DNA分子的变性

3.4 DNA分子的变性

DNA双螺旋的有序结构受各种理化因子，如热、酸碱、变性剂、有机溶剂以及稀释的作用，转变为无规则的线团结构。变性的特征增色效应,黏度和比旋下降，沉降系数增加，生物学活性丧失

第30页：DNA解链曲线增色效应

DNA解链曲线增色效应

hyperchromic effect)核酸分子加热变性时，其在260nm处的紫外吸收急剧增加的现象。Tm值：当紫外吸收变化达到最大变化的半数值时，此时所对应的温度称为熔解温度（Tm ）、变性温度或中点解链温度

第31页：影响Tm值的因素1.溶液的性质2.DNA

影响Tm值的因素1.溶液的性质2.DNA

中碱基组成的影响大肠杆菌DNA在不同浓度KCl溶液下的熔融温度曲线

第32页：复性：变性DNA分开的两股链在适当条件下

3.4 复性：变性DNA分开的两股链在适当条件下

复性：变性DNA分开的两股链在适当条件下重新生成双链结构的过程退火（annealing）:热变性的DNA经缓慢冷却复性的过程

第33页：分子杂交当两条不同来源的DNA

3.5 分子杂交当两条不同来源的DNA

RNA）链或DNA链与RNA链之间存在互补的碱基序列时，在一定条件下可以通过互相配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子。形成杂交分子的过程称为分子杂交（molecular hybridization）。

核酸探针（nucleic acid probe）:某一具有特定序列并且用同位素或其他化学方法标记的DNA或RNA片段。通常是人工合成的。分子杂交图

第34页：分子杂交技术的应

3.5 分子杂交技术的应

研究不同物种或个体DNA之间的亲缘关系

第35页：于鉴定DNA的Southern

于鉴定DNA的Southern

印迹技术

第36页：本章结束

本章结束

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