生物化学核酸的结构和功能专家讲座.pptx

第2章核酸结构与功效核酸(nucleicacid)核酸分类及分布及功效第一节核酸化学组成及其一级结构(重点内容较少)（说明：红色字表示是这一节重点内容）1、核酸基本组成单位—核苷酸（掌握DNA及RNA分子中碱基种类；掌握戊糖与碱基经过糖苷键相连。）2、DNA是脱氧核苷酸链（掌握核苷酸之间经过3/，5/-磷酸二酯键相连）3、RNA是核糖核苷酸链4、核酸一级结构分子组成碱基(base)是含氮杂环化合物。嘌呤(purine，Pu)戊糖脱氧核苷核苷与磷酸经过酯键结合组成核苷酸(ribonucleotide)。多磷酸核苷酸环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中第二信使。二、DNA是脱氧核苷酸经过3’,5’-磷酸二酯键连接形成大分子5´-末端交替磷酸基团和戊糖组成了DNA骨架(backbone)。三、RNA也是含有3’,5’-磷酸二酯键线性大分子定义核酸中核苷酸排列次序。因为核苷酸间差异主要是碱基不一样，所以也称为碱基序列。A核酸分子大小惯用碱基(base或kilobase)数目来表示。小核酸片段(<50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中DNA和RNA长度能够高达几十万个碱基。DNA和RNA区分第二节DNA空间结构与功效（重点内容较多）（说明：红色字表示是这一节重点内容）1、DNA二级结构-双螺旋结构（掌握Chargaff规则、DNA双螺旋结构模型关键点。）2、DNA高级结构3、DNA功效DNA空间结构又分为二级结构(secondarystructure)和高级结构。一、DNA二级结构-双螺旋结构不一样生物种属DNA碱基组成不一样同一个体不一样器官或组织DNA碱基组成相同。[A]=[T]，[G]=[C]两条多聚核苷酸链在空间走向呈反向平行(anti-parallel)。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋(right-handed)结构。双螺旋结构直径为2.37nm，螺距为3.54nm。脱氧核糖和磷酸基团组成亲水性骨架位于双螺旋结构外侧，疏水碱基位于内侧。双螺旋结构表面形成了一个大沟(majorgroove)和一个小沟(minorgroove)。亲水性骨架位于双链外侧。疏水性碱基位于双链内侧。2.DNA双链之间形成了互补碱基对碱基互补配对:腺嘌呤/胸腺嘧啶大沟与小沟相邻两个碱基对会有重合，产生了疏水性碱基堆积力(basestackinginteraction)。碱基堆积力和互补碱基正确氢键共同维系着DNA结构稳定。DNA二级结构（三）DNA双螺旋结构多样性（四）DNA多链螺旋结构真核生物DNA3-末端是富含GT屡次重复序列，因而本身形成了折叠四链结构。二、DNA高级结构是超螺旋结构原核生物DNA多为环状，以负超螺旋形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。DNA超螺旋结构电镜图象（二）真核生物DNA高度有序和高度致密结构DNA染色质展现出串珠样结构。染色质基本单位是核小体(nucleosome)。核小体串珠样结构DNA经过屡次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直径只有为数微米细胞核内。真核生物染色体DNA基本功效是以基因形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录模板。它是生命遗传物质基础，也是个体生命活动信息基础。第三节RNA结构与功效（说明：红色字表示是这一节重点内容）1、mRNA（掌握hnRNA是mRNA前体，hnRNA现有内含子又有外显子，mRNA有5/端帽子及3/端尾巴，真核生物mRNA是单顺反子）2、tRNA（tRNA含有稀有碱基最多，二级三叶草形结构组成）3、rRNA（原核生物核糖体大、小亚基rRNA种类）4、snmRNA（核酶化学本质是小分子RNA）RNA与蛋白质共同负责基因表示和表示过程调控。RNA通常以单链形式存在，但有复杂局部二级结构或三级结构。RNA比DNA小多。RNA种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。RNA种类、分布、功效信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白质模板。不均一核RNA(hnRNA)含有内含子(intron)和外显子(exon)。外显子是氨基酸编码序列，而内含子是非编码序列。hnRNA经过剪切后成为成熟mRNA。从AUG开始，每三个核苷酸为一组编码了一个氨基酸，称为三联体密码(codon)。成熟mRNA由氨基酸编码区和非编码区组成。5-末端帽子(cap)结构和3-末端多聚A尾(poly-Atail)结构。帽子结构:m7GpppGm真核生物mRNA3-末端转录后加上一段长短不一聚腺苷酸。mRNA核内向胞质转位mRNA稳定性维系翻译起始调控（三）mRNA依照本身碱基次序指导蛋白质氨基酸次序合成（四）mRNA成熟过程是hnRNA剪接过程转运RNA(transferRNA,tRNA)在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸载体,将氨基