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核酸化学 核酸与蛋白质是最重要的生物大分子。核酸有两类：脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）。 核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域，是基因工程操作的核心分子。 一、核酸的研究发现史 1868年，F. Miescher从细胞核中分离得到一种富含磷的酸性物质，即现在被称为脱氧核糖核蛋白的物质。 1889年，Altman等从酵母和动物的细胞核中制备了不含蛋白质的核酸，首次使用“核酸”一词命名。 1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验： 98％细胞核内（染色体中） 真核细胞 线粒体 核外 叶绿体 DNA 拟核 原核细胞 核外：质粒（plasmid） 病毒： DNA病毒 RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中； 三、核酸的生物学功能 第二节 核酸的结构 一、戊糖 四、核苷酸（nucleotide） 核苷酸：核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化  核苷+磷酸  戊糖+碱基+磷酸 五、核苷酸衍生物 1. 继续磷酸化 2.环化磷酸化 3. 肌苷酸及鸟苷酸(强力味精) 六、多聚核苷酸（核酸） 多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH 与另一分子核苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。 第三节 DNA的结构 一、DNA的一级结构 脱氧核苷酸的排列顺序； 可用碱基排列顺序表示 连接键： 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 碱基形成侧链 多核苷酸链的方向性； DNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。 二、DNA的三级结构 三、rRNA 尾结构： ● 转录后由poly(A)聚合酶催化加尾 ● PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。 ● polyA与mRNA半寿期有关， PolyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。 三、核酸的变性、复性与分子杂交 1. 变性 稳定核酸双螺旋次级键断裂，空间结构破坏，变成单链结构的过程。核酸的的一级结构(碱基顺序)保持不变。 变性表征 生物活性部分丧失、粘度下降、浮力密度升高、紫外吸收增加（增色效应） 变性因素 pH（11.3或5.0） 变性剂（脲、甲酰胺、甲醛） 低离子强度 加热 本 章 小 结 核酸是遗传物质载体的证明和研究历史 核酸的化学结构：戊糖、碱基（A、T、G、C、U），核苷、核苷酸及其衍生物的结构特点（原子编号） DNA的结构：一级结构（核酸序列及其表示）、二级结构（ Watson －Crick双螺旋模型、Z－DNA）、结构维持的化学键 RNA结构与功能：碱基组成特点、RNA的种类结构及功能 核酸的性质：酸碱性、变性与复性、分子杂交 复习题 1、DNA分子具有哪些结构特征？ 2、稳定DNA双螺旋结构的因素有哪些？ 3、核酸具有哪些性质？ 二、tRNA 三叶草形二级结构模型； 碱基配对构成双螺旋区叫臂，不配对部分叫环，tRNA一般具四臂四环结构； 氨基酸臂 二氢尿嘧啶环 反密码环 额外环 TψC环（假尿嘧啶环） 碱基组成中含有较多的稀有核苷酸； 倒L形的三级结构 tRNA的三级结构 tRNA的功能： ●转运氨基酸 ●识别密码子 ●参与翻译起始 ●参与DNA的反转录 ●参与基因表达调控 占RNA总量的80％，是构成核糖体的骨架； 18s 5s、5.8s、28s 40s 80s 50s 16s 5s 、23s 30s 70s 50s rRNA 核糖体 rRNA 核糖体 真核生物 原核生物 rRNA的功能： ● 组成核糖体 ● 催化肽键合成 ● 参与tRNA与mRNA的结合 大肠杆菌5SrRNA的结构 四、mRNA 是蛋白质合成的模板，占细胞总RNA的3％～5％； 真核细胞mRNA的结构有明显特征，3‘-末端有一段长达200个核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA)，称为 “尾结构” ，5’ -末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为“帽结构” 。 甲基鸟苷5’，5’-三磷酸 ●由甲基化酶催