18 第18章 核酸.pptx

第1页：第18章 核酸

第18章 核酸：本章目录页。

• 第一节 分类和化学组成
• 第二节 核苷和核苷酸
• 第三节 核酸的结构
• 第四节 核酸的性质

第2页：(nucleic acid)

(nucleic acid)由瑞士生物学家Miescher1869年首先从脓细胞核中分离得到,当时被称为核质(nuclein), 20年后,更名为核酸(nucleic acid)。

1944年Oswald Avery证实脱氧核糖核酸(DNA)是遗传的物质基础,1953年Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构，揭开了遗传的奥秘。

第十八章核酸核酸是控制生物遗传和支配蛋白质合成的模型。

没有核酸，就没有蛋白质。

因此，核酸是生命最根本的物质基础。

对核酸的研究是现代科学研究领域最吸引人的课题。

第3页：第一节 分类和化学组成

本页以图示为主，文字内容详见原课件页面。

第4页：核酸的化学组成•核酸

• 核酸的化学组成•核酸分子中所含的主要元素：C、H、O、N、P等其中含磷量为9％－10％。

常用含磷量测定组织中核酸的含量•核酸的基本组成单位是核苷酸

第5页：核酸水解后的主要最终产物

核酸水解后的主要最终产物

第6页：两类戊糖的结构及编号RNA中的D

•两类戊糖的结构及编号RNA中的D-核糖和DNA中的D-2-脱氧核糖:

第7页：两类碱基的结构及缩写符号

• 两类碱基的结构及缩写符号:腺嘌呤(Adenine)鸟嘌呤(Guanine)胞嘧啶(Cytosine)尿嘧啶(Uracil,in RNA)胸腺嘧啶(Thymine,in DNA)

第8页：两类碱基均可发生酮式-烯醇式互变

两类碱基均可发生酮式-烯醇式互变:生理条件下或酸性、中性介质中均以酮式为主。

第9页：写出尿嘧啶和胸腺嘧啶

课堂练习：写出尿嘧啶和胸腺嘧啶酮式-烯醇式互变异构体.

第10页：第二节 核苷和核苷酸

-呋喃核糖C1上的β-苷羟基与嘌呤碱9位或嘧啶碱1位N上的氢缩水而成的氮苷。

• 核苷(nucleoside)在核苷的结构式中,戊糖上C原子的编号总是以带撇数字表示,以区别于碱基上原子的编号。

第11页：脱氧核苷是由D-2-脱氧核

脱氧核苷是由D-2-脱氧核糖C1上的β-苷羟基与嘌呤碱9位或嘧啶碱1位N上的氢脱水缩合而成的氮苷。

第12页：DNA中常见的四种脱氧核苷

DNA中常见的四种脱氧核苷

胸腺嘧啶脱氧核苷(脱氧胸苷)Thymidine腺嘌呤脱氧核苷(脱氧腺苷)Deoxyadenosine鸟嘌呤脱氧核苷(脱氧鸟苷)Deoxyguanosine胞嘧啶脱氧核苷(脱氧胞苷)Deoxycytidine

第13页：RNA中常见的四种核苷

RNA中常见的四种核苷

Adenosine腺嘌呤核苷(腺苷)鸟嘌呤核苷(鸟苷)Guanosine胞嘧啶核苷(胞苷)Cytidine尿嘧啶核苷(尿苷)Uridine

第14页：核苷的命名若为核糖

• 核苷的命名若为核糖:“碱基名”＋“核苷”如腺嘌呤核苷，简称腺苷。

若为脱氧核糖

“碱基名”＋”脱氧核苷”如胞嘧啶脱氧核苷,简称脱氧胞苷。

腺嘌呤核苷(腺苷)胞嘧啶脱氧核苷(脱氧胞苷)

第15页：氮苷与氧苷一样对碱稳定

氮苷与氧苷一样对碱稳定，但在强酸性溶液中可水解，生成相应的杂环碱和戊糖。

第16页：核苷酸

• 核苷酸（nucleotide）核苷分子中的核糖或脱氧核糖的3’或5’位的羟基与磷酸形成的酯。

生物体内大多数为5’-核苷酸。

第17页：腺苷-5’-磷酸

腺苷-5’-磷酸(腺苷酸)(adenosine-5’-phosphate,Adenylic acid)核苷酸的命名：要包括糖基和碱基的名称,同时要标出磷酸连在戊糖上的位置。

或：腺苷一磷酸(adenosine monophosphateAMP）

第18页：脱氧腺苷-3’-磷酸

脱氧腺苷-3’-磷酸(deoxyadenosine-3’-phosphate)若糖基为脱氧核糖,则要在核苷酸前加“脱氧”二字。

第19页：命名下列化合物.脱氧胞苷-5’

课堂练习

命名下列化合物.脱氧胞苷-5’-磷酸(deoxycytidine-5’-phosphate)(脱氧胞苷酸deoxycytidylic acid)

第20页：第三节 核酸的结构

• 核酸的一级结构核酸分子中各种核苷酸排列的顺序即为核酸一级结构，又称为核苷酸序列。

由于核苷酸间的差别主要是碱基不同，又称为碱基序列。

第21页：各核苷酸间通过3’

在核酸分子中，各核苷酸间通过3’、5’-磷酸二酯键连接。

即一个核苷酸的3’-羟基与另一个核苷酸5’-磷酸基形成磷酯键，这样一直延续下去，形成没有支链的核酸大分子。

CAGDNA部分多核苷酸链结构

第22页：P表示磷酸

简化式

P表示磷酸、竖线表示戊糖基,碱基(英文首字母)置于竖线之上,斜线表示磷酯键。

或：5’pApCpGpT-OH 3’或：5’ACGT 3’CAGT

第23页：命名下列RNA片段.

课堂练习：命名下列RNA片段.

第24页：DNA双螺旋结构

• DNA双螺旋(double helix)结构DNA分子由两条核苷酸链组成。

它们沿着一个共同轴心以反平行走向盘旋成右手双螺旋结构。

亲水的脱氧戊糖基(S)和磷酸基(P)位于双螺旋的外侧，而碱基朝向内侧。

• 条链的碱基与另一条链的碱基通过氢键结合成对。

碱基对的平面与螺旋结构的中心轴垂直。

双螺旋的外部形成一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove),这些沟对DNA和蛋白质的相互识别非常重要。

大沟小沟

第25页：第三节 核酸的结构

本页以图示为主，文字内容详见原课件页面。

第26页：第三节 核酸的结构

本页以图示为主，文字内容详见原课件页面。

第27页：双螺旋直径为200

在双螺旋结构中，双螺旋直径为2000pm (2nm)，相邻两个碱基对平面间的距离为340pm(0.34nm)，每10对碱基组成一个螺旋周期，因此双螺旋的螺距为3400pm (3.4nm)。

碱基间的疏水作用可导致碱基堆积，这种堆积力维系着双螺旋的纵向稳定,而维系双螺旋横向稳定的因素是碱基对间的氢键。

第28页：由碱基互补规律可知

由碱基互补规律可知,当DNA分子中一条多核苷酸链的碱基序列确定后,即可推知另一条互补的多核苷酸链的碱基序列。

这就决定了DNA在控制遗传信息从母代传到子代的高度保真性。

在生物领域内,形形色色的遗传信息都由DNA中的A、T、G、C四个碱基的顺序决定。

能合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的DNA中的核苷酸序列称为基因(gene)。

第十八章核酸第三节核酸的结构（二、DNA双螺旋结构)DNA右手双螺旋结构模型是DNA分子在水溶液和生理条件下最稳定的结构,称为B-DNA。

此外人们还发现了Z-DNA和A-DNA。

可见自然界DNA的存在形式不是单一的。

第29页：RNA二级结构简介

*三、RNA二级结构简介天然RNA多以单链形式存在，但在单链的许多区域可发生自身回折，在回折区内碱基相互配对(A-U、G-C)，配对的多核苷酸链(约占40％－70％)形成双螺旋结构，不能配对的碱基则形成突环(loop)。

第30页：第四节 核酸的性质

• 物理性质•DNA为白色纤维状固体, RNA为白色粉末。

均微溶于水,易溶于稀碱溶液,其钠盐在水中的溶解度较大。

均不溶于乙醇、乙醚、氯仿等一般有机溶剂,而易溶于2-甲氧基乙醇中。

核酸在~260nm有较强吸收(嘌呤、嘧啶的K带),常用于核酸、核苷酸、核苷及碱基的定量分析。

• 核酸溶液的粘度比较大，DNA的粘度比RNA更大，这是DNA分子的不对称性引起的。

第31页：酸碱性

• 酸碱性•核酸分子中既含有磷酸基,又含嘌呤和嘧啶碱,故是两性化合物，但酸性大于碱性。

能与金属离子成盐,又能与一些碱性化合物生成复合物。

如与染料结合从溶液中析出沉淀。

第十八章核酸第四节核酸的性质（二、酸碱性)•核酸在不同的pH值溶液中带有不同电荷,故可象蛋白质一样,在电场中发生电泳。

迁移的方向和速率与分子的电荷量、分子的大小和分子的形状有关。

第32页：变性和复性•核酸在加热

三、变性和复性•核酸在加热、酸、碱或乙醇、丙酮、尿素、酰胺等理化因素作用下，分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线团结构的现象，称为核酸的变性。

变性不破坏核酸的一级结构，只是破坏碱基间的氢键和堆积力。

• DNA的变性是可逆的。

在适当条件下，变性DNA的两条互补链全部或部分恢复到双螺旋结构的现象，称为复性(renaturation)。

第33页：核酸的分类和化学组成分类

• 核酸的分类和化学组成分类：核糖核酸(RNA);脱氧核糖核酸(DNA)化学组成：含C,H,O,N,P等;结构单位:核苷酸
• 核苷RNA：腺苷鸟苷胞苷尿苷DNA：脱氧腺苷脱氧鸟苷脱氧胸苷脱氧胞苷
• 核苷酸RNA：腺苷酸鸟苷酸胞苷酸尿苷酸DNA：脱氧腺苷酸脱氧鸟苷酸脱氧胞苷酸脱氧胸苷酸
• 核酸的结构一级结构：碱基序列DNA双螺旋结构：碱基互补规律A-T; G-C本章要点Byebye！