核酸的结构和功能 PPT.pptx

核酸的结构和功能;核酸的发现：

1868年，瑞士青年科学家F.Miescher;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。

1968年Nirenberg发现遗传密码。

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。

2001年美英等国完成人类基因组计划。;1953年Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型

;;核酸(nucleicacid);核酸的分类及分布;第一节

核酸的化学组成以及一级结构TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid;;分子组成;碱基(base)是含氮的杂环化合物。;嘌呤(purine，Pu);;碱基的互变异构体;稀有碱基（tRNA中最多）;HolgerH等提出有可能存在

一种新的DNA碱基：

N6-methyladenine(6mA)，

它与表观遗传有关。;戊糖;脱氧核苷;;核苷或脱氧核苷与磷酸通过酯键结合构成核苷酸(ribonucleotide)或脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。;多磷酸核苷酸;环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。;生物氧化体系的重要成分，在传递质子或电子的过程中具有重要的作用。;构成RNA的碱基、核苷以及核苷酸;构成DNA的碱基、核苷、核苷酸;DNA和RNA的区别;（1）参与DNA、RNA的合成、蛋白质的合成、糖与磷脂的合成。(5′-NTP和5′-dNTP分别为RNA,DNA合成的前体。UTP,CTP,GTP分别参与糖原、磷脂和蛋白质的合成)；

（2）在能量转化中起重要作用，ATP是生物体内能量的“通用货币”；

（3）是构成多种辅酶的成分：NAD、NADP、FAD、FMN和CoA；

（4）参与细胞中的代谢与调节，作为细胞之间传递信息的信使。（cAMP、cGMP）。;新发现的DNA碱基与表观遗传;二、DNA是脱氧核苷酸通过3?,5?-磷酸二酯键连接形成的大分子;5′-末端;交替的磷酸基团和戊糖构成了DNA的骨架(backbone)。;三、RNA也是具有3?,5?-磷酸二酯键的线性大分子;定义

核酸中核苷酸的排列顺序。

由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。;;单链DNA和RNA分子的大小常用核苷酸数目（nucleotide，nt）表示；双链核酸分子的大小常用??基(base或kilobase)数目来表示。

小的核酸片段(50bp)常被称为寡核苷酸(oligonucleotide)。自然界中的DNA和RNA的长度可以高达几十万个碱基。;第二节

DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA;DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystructure)和高级结构。;一、DNA的二级结构是双螺旋结构;;不同生物种属的DNA的碱基组成不同

同一个体的不同器官或组织的DNA碱基组成相同

对于一特定组织的DNA，其碱基组分不随年龄、营养状态和环境而变化

[A]=[T]，[G]=[C];两条多聚核苷酸链在空间的走向呈反向平行(anti-parallel)。两条链中一条链的5?→3?方向是自上而下，而另一条链的5?→3?方向是自下而上。

两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋(right-handed)的结构。

双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm。;;DNA双螺旋结构提出的生物学意义;脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。

双螺旋结构的表面形成了一个大沟(majorgroove)和一个小沟(minorgroove)。;DNA双螺旋结构的示意图;3.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叠，产生了疏水性的碱基堆积力(basestackinginteraction)。

碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA结构的稳定。;双螺旋结构的稳定因素：(1)氢键;

碱基形状扁平，分布于双螺旋内侧。大量的碱基层层堆积，相邻碱基的平面十分接近，这样，芳香环上N原子π电子云交错产生一定的吸引力，就是碱基堆积