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第三章 核酸化学 第一节 概述 1.1、核酸的发现和功能 p143 1、核酸的发现 1868年，由瑞士科学家F. Miesher从外科绷带脓细胞的细胞核中分离得到。 2、核酸的功能 ⑴、遗传信息的载体-DNA ⑵、遗传信息的传递者-RNA，参与蛋白质的合成。通过蛋白质的合成将DNA携带的遗传信息表达出来。 ⑶、某些RNA具催化功能-核酶（核糖酶） 1.2、核酸的种类和分布 p143 1、种类 2、分布 真核生物：DNA：98%在核内，与组蛋白结合成染色体，2%在线粒体和叶绿体。 RNA：90%在胞液，10%在胞核。 原核生物：DNA，RNA均以游离态存在于胞液中 病毒：DNA病毒；RNA病毒 类病毒：RNA 1.3、核酸的化学组成 1、元素组成 DNA、RNA均由C、H、O、N、P组成。其中P在RNA中占9.5%，在DNA中占9.9%，可据此定量测定核酸（定磷法）。 2、分子组成 p143-146 碱基 p143-144 嘌呤碱：A、G； 嘧啶碱：C、U、T； 嘌呤和嘧啶均可在胺式和亚胺式、酮式和烯醇式间互变，天然状态下，胺式和 酮式占优势。 稀有碱基：核酸分子中含量甚少的碱基。 ⑵、核苷[（d）A、（d）G、（d）T、（d）C、U] p144-145 由碱基和戊糖脱水缩合而成。 嘌呤苷均为N9-C1’-N-糖苷键，脱氧均为2’-脱氧。 嘧啶多为N1-C1’-N-糖苷键。 核苷中的碱基可绕N-苷键旋转，呈现不同的结构形式，核酸中反式构象占优势。 ⑶、核苷酸[（d）AMP、 （d） ADP、 （d） ATP等] p144-145 核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化的产物。 生物体内存在的核苷酸多为5’-核苷酸。 第二节 核酸的结构 2.1、核酸分子中核苷酸的连接和表达方式 p147-149 DNA和RNA分子中核 苷酸之间均是通过3’，5’-磷酸二酯键相连的。 链有方向性，存在3 ‘端和5 ’端。 书写时规定沿 5 ’-3 ’方向书写（单链） 简写： 2.2、DNA的结构 1、DNA的一级结构（共 价结构，多为双链） p151 DNA分子中四种脱氧核 苷酸（碱基）的排列顺序。它代表着遗传信息。 2、Cargaff规则 p152-153 DNA的碱基组成具有物种的特异性，没有组织和器官的差异，也不受年龄、营养状况和环境变化的影响。 在所有的DNA分子中，[A]=[T]，[G]=[C]；[A]+ [G] = [T ]+[ C]。 3、DNA的二级结构-双螺旋结构 p153-154 由Watson 和Crick于1953年提出 ⑴、双螺旋结构的特点： a、由两条反向平行的脱氧核苷酸链沿同一纵轴右手螺旋形成。 b、磷酸与脱氧核糖构成螺旋骨架，碱基在螺旋内部，碱基平面与螺旋轴垂直。 c、二链间碱基遵循碱基互补配对规则：A - T； G - C 。即A + G = T + C。 稳定力：主要为碱基堆积力； 其次是氢键； 疏水作用力； p150； 还有带负电的磷酸基与介质中阳离子间的静电作用。 ⑵、DNA的各种二级结构形式 p154-158 B-DNA：相对湿度92%。天然 DNA几乎都是B-DNA。 A-DNA：相对湿度＜75%。 Z-DNA：左旋DNA。 发夹结构（单链）：一条链的两个不同区段碱基互相匹配。该结构在折叠过程中易形成发夹结构。 回文结构（双链）：正向阅读与反向阅读顺序完全相同。该结构在折叠过程中易形成十字架结构。 H- DNA：三股螺旋DNA。 4、DNA 的三级结构 ⑴、超螺旋结构（双链环形） p180-186 双链环形DNA分子在双螺旋结构基础上再螺旋后形成的致密结构。 负超螺旋：在右手双螺旋基础上再右手螺旋，为相对松弛的螺旋状态。天然环形DNA均为负超螺旋。 正超螺旋：在右手双螺旋基础上再左手螺旋。 拓扑异构酶：（增加或减少超螺旋程度的酶）可改变DNA 的超螺旋状态。 ⑵、核小体结构：（真核，双链线形） p186--188 核小体为染色质的基本结构单位，由组蛋白核心和盘 绕于此核心外的DNA构成。 串状的核小体经螺旋折叠后就形成了更高结构层次的染色体。 2.3、RNA的结构 p158-161 1、RNA的一级结构 RNA分子中核苷酸的种类和排列顺序。 特点：绝大多数以单链存在；分子中常含稀有碱基；A + G ≠ U+ C。 ⑴、mRNA的一级结构 a、真核mRNA mRNA 分子的核苷酸排列顺序（碱基排列顺序），携带着来自于 DNA 的遗传信息，可将遗传信息通过蛋白质的合成表达出来，mRNA是遗传信息的传递者。 具5’帽子和3’尾巴； 一条mRNA只能编码一条多肽链。 b、原核mRNA 无5‘帽子和3