第三章 核酸化学 第一节 概 述 一 . 核酸的发现 二 . 核酸的种类和分布 脱氧核糖核酸 DNA 细胞核的染色体中(真核) 类核结构中(原核)
核糖核酸 RNA 细胞质中 三 . 核酸的主要功能 DNA 是遗传信息的载体 RNA 在蛋白质的合成中起重要作用
第二节 核酸的组成
碱 基
戊 糖脱氧核糖 核糖
核 苷
核 苷 酸
ATP (三磷酸腺苷)的结构
AMP 的结构
dAMP \dADP\dATP
dGTP
第三节 DNA 及其结构一 . 概述 1.DNA 的形状 2.DNA 的碱基组成特点—— Chargaff 定律 ( 1 )碱基当量定律:嘌呤碱总量 = 嘧啶碱总量,即 A+G=T+C
(2) 不对称比率 A+T/G+C 因物种(亲缘关系远近)而异
脱氧核苷酸的排列顺序 ——核酸中的可变成分(碱基)的排列顺序一级结构的表示方法 —— 线条式 / 字母式 / 结构式
1. DNA 的一级结构 DNA 的一级结构是由数量极其庞大的四种脱氧核糖核酸( dAMP 、 dGMP 、 dCMP 、 dTMP )按一定顺序,通过 3´,5´磷酸二酯键连成的直线形或环形分子。
二 .DNA 的结构
DNA结构的表示法
2.DNA 的二级结构 ( 1 )二级结构的含义 ( 2 ) DNA 碱基组成的特点— Chargaff 定律 碱基当量定律 A+G=T+C 不对称比率 A+T/G+C ( 3 )二级结构的典型结构 —B-DNA(Watson & Crick 模型 ,1953 年)
DNA 的双螺旋结构
DN
A
的双螺旋结构
DN
A
的双螺旋结
构
( 4 ) DNA 双螺旋结构的多态性
A-DNA B-DNA & H-DNA
B-DNA & Z-DNA
(5) DNA 的其它螺旋结构
回文结构镜像重复三股螺旋( H-DNA )
回文结构— DNA 序列中以某一中心区域为对称轴,其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同的双螺旋 结构。即对称轴一侧的片段旋转 180° 后,与另一侧片段对称重复。 回文结构能形成十字结构和发夹结构
AATTCAAGGGAGAAGTATAGAAGAGGGAAGGATCTTAAGTTCCCTCT TCATATCT TCTCCCTTCCTAG
存在于同一股上的某些 DNA 区段的反向重复序列。此序列各单股中没有互补序列,不能形成十字型或发夹结构。
* 镜像重复
多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的 DNA 螺旋区段,其序列中有较长的镜像重复时,形成局部三股配对,并互相盘绕的三股螺旋,其中两股的碱基按 Watson-Crick 方式配对,第三股多聚嘧啶(镜像重复)通过TAT 和 CGC+ 配对,而处于双螺旋的
大沟中。
*DNA 三股螺旋( H-DNA,ts-DNA )
DNA 的三股螺旋
DNA 的三股螺旋
DNA 三螺旋的碱基配对
3.DNA 的三级结构双螺旋进一步扭曲形成的超螺旋。是一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括:线状 DNA 形成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状 DNA 形成的结、超螺旋和连环等
线状 DNA 形成的超螺旋
环状 DNA 形成的超螺旋
第四节 RNA 的结构一 .RNA 的结构 RNA 的一级结构是由数量极其庞大的四种核糖核酸( AMP 、 GMP 、 CMP 、 UMP )按一定顺序,通过 3´ , 5´ 磷酸二酯键连成的线形分子,其表示方法与 DNA 相同。 RNA 的二级结构是短的,不完全螺旋的多核苷酸链。 RNA 的三级结构是在茎环结构基础上进一步扭曲折叠而成的复杂结构。
(一) tRNA 的结构1. tRNA 的一级结构 由 74~93 个(多为 76 个)核苷酸组成单链
; 具有不变的(恒定的)核苷酸 :U8 、 G18 、
G19 ; 含较多的修饰核苷酸; 5ˊ 端多为 PG , 3ˊ 端多为 CCAOH 。
2.tRNA 的二级结构——三叶草结构 具有四臂四环, 3ˊ 端为 CCAOH 序列 , 5ˊ 端为 PG 3. tRNA 的三级结构——倒 L 形结构
tRNA 的三叶草结构
tRNA 的三级和二级结构
(二) mRNA 的结构
( 三) rRNA 的结构 rRNA 是核糖体的组成成分 , 其种类和大小用 S 表示。 30S 16S原核生物 70S 23S 50S 5S 40S 18S真核生物 80S 28S 60S 5.8S 5S
rRNA 的二级结构
第五节 核酸的理化性质一 . 一般理化性质1. 晶形DNA 为白色纤维状固体; RNA 为白色粉末状固体2. 溶解性均溶于水;不溶于一般有机溶剂,在 70%乙醇中形成沉淀; 在 0.14MNacl 和 1~2MNacl 中 DNA- 蛋白 溶解度低 溶解度高 RNA- 蛋白 溶解度高 溶解度低3. 粘度 DNA粘度很大 RNA粘度小得多4. 旋光性 均很强5 密度及沉降性密度: RNA> 双链 DNA ;环状 DNA >开环、线状 DNA
5 密度及沉降 t 特性 密度: RNA> 双链 DNA ; 环状 DNA >开环、线状 DNA 单链 DNA > 双链 DNA 沉降速度: RNA > 环状 DNA >开环、线状 DNA
二 . 核酸的紫外吸收
纯 DNA OD260/OD280=1.8纯 RNA OD260/OD280=2.0
三 . 核酸的两性解离四 . 核酸的变性、复性 及分子杂交
DNA 的变性和复性
核酸的分子杂交
五 . 核酸的酸解和碱解
RNA
六 . 核酸的颜色反应
1.钼蓝反应(核酸中磷酸的反应) Pi + (NH4)3MoO4 + Vc 钼蓝(蓝色)2.苔黑酚反应( RNA 中核糖的反应) RNA + 浓 Hcl +苔黑酚 蓝绿色3. 二苯胺反应DNA + 二苯胺 + 浓 H2SO4 蓝色物
100℃、 Fecl3
少量冰醋酸
第六节 核酸蛋白质复合体
一 .病毒(核酸在内,蛋白质在外)二 . 染色体(核酸在外,蛋白质在内)三 . 核糖体( 60% 的 rRNA,40% 的蛋白质 )
噬菌体 T2 结构示意图
TMV病毒颗粒结构示意图
核小体的结构
核小体和染色质
染色质
核小体构成的染色质丝
核糖体