第三章核酸的结构与功能(2016LB)讲义.ppt

三、DNA的复性与分子杂交 DNA复性(renaturation) 在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象。 热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火(annealing) 。 在DNA复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。 这种现象称为核酸分子杂交。 核酸分子杂交(hybridization) DNA-DNA 杂交双链分子 不同来源的DNA分子 核酸分子杂交的应用 1.研究DNA分子中某一种基因的位置 2.鉴定两种核酸分子间的序列相似性 3.检测某些专一序列存在与否 4.是基因芯片技术的基础 核 酸 酶、 核 酶与脱氧核酶 核酸酶 是指所有可以水解核酸的酶 依据底物不同分类 DNA酶(deoxyribonuclease, DNase) RNA酶 (ribonuclease, RNase) 依据切割部位不同 核酸内切酶 核酸外切酶 参与DNA的合成、修复及RNA剪接等 负责清除多余的、结构和功能异常的核酸 降解食物中的核酸以利吸收 体外重组DNA技术中的重要工具酶 核酸酶的功能 核酶与脱氧核酶 催化性DNA (DNAzyme) 人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。 催化性RNA (ribozyme) 作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。 RNA既能携带遗传信息 又有生物催化功能。 ——RNA可能早于蛋白质和DNA， 是生命起源中首先出现的生物大分子 切割癌基因、致病病毒基因 核酶的研究意义与应用前景 本章小结 核酸的一级结构， 熔解温度， 增色效应， DNA的变性与复性， 核酸分子杂交 核酸生成过程中各部分间的化学键，碱基配对规律 DNA双螺旋结构的要点 核小体和核心颗粒的组成成分 mRNA、tRNA、rRNA的结构特点与主要功能 Nucleic acid，nucleotide， Tm， annealing， hybridization * * 二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 （一）DNA的超螺旋结构 （supercoil） DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 负超螺旋 正超螺旋 DNA双螺旋 拓扑异构酶 （二）原核生物DNA的三级结构 （三）DNA在真核生物细胞核内的组装 真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。 核小体的组成 DNA：约200bp 组蛋白：H1 H2A，H2B H3 H4 三、DNA的功能 以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。 基因：是指DNA分子中的特定区段，包含有编码生物活性产物的信息单位。 第三节 RNA的结构与功能 Structure and Function of RNA RNA的种类、分布、功能 一 、信使RNA的结构与功能 hnRNA 内含子 (intron) mRNA * 真核生物mRNA成熟过程 外显子 (exon) * mRNA含量较少 (占细胞总RNA的3％～5％ ), 种类最多 * mRNA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。 DNA mRNA 蛋白 转录 翻译 原核细胞 细胞质 细胞核 DNA 内含子 外显子 转录 转录后剪接 转运 mRNA hnRNA 翻译 蛋白 真核细胞 * 真核生物mRNA结构特点 1. 5′末端形成帽子结构：m7GpppNm-。 2. 3′末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。 帽子结构和PolyA尾巴 mRNA核内向胞质的转位 mRNA的稳定性维系 翻译起始的调控 帽子结构和多聚A尾的功能： tRNA是细胞内分子量最小的RNA（占总RNA的15％） 二、转运RNA的结构与功能 含 10~20% 稀有碱基包括双氢尿嘧啶(DHU)、假尿嘧啶(ψ)和甲基化的嘌呤等 N,N二甲基鸟嘌呤 N6-异戊烯腺嘌呤 双氢尿嘧啶 4-巯尿嘧啶 稀有碱基 氨基酸臂 DHU环 反密码环 额外环 TΨC环 氨基酸臂 额外环 tRNA的二级结构 ——三叶草形 * tRNA的三级结构 —— 倒L形 * tRNA的功能 活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。 1.如果一种tRNA上的反密码子是GUA，则它能结合的mRNA上的密码子是：