复旦大学课件-核酸化学1精要.ppt

2000/10/16 第六讲 核酸化学Biochemistry of Nucleic Acids 研究历史 核酸化学研究史（1） 1869年 Miescher博士论文工作中测定淋巴细胞蛋白质组成时, 发现了不溶于稀酸和盐溶液的沉淀物, 并在所有细胞的核里都找到了此物质, 故命名“核质(Nuclein) ”。 1879年 Kossel经过10年的努力, 搞清楚了核质中有四种不同的组成部分: A,T, C 和 G。 核酸化学研究史（2） 1889年 Altman建议将”核质”改名为“核酸”, 认识到“核质” 乃“核酸” 与蛋白质的复合体。 1909年 Levene 发现酵母的核酸含有核糖 1930年 Levene 发现动物细胞的核酸含有一种特殊的核糖－脱氧核糖, 得出了一个概念：植物核酸含核糖、动物核酸含脱氧核糖。这个错误概念一直延续到1938年，这时方清楚RNA和DNA的区别。Levene还提出了核酸的“磷酸－核糖(碱基)－磷酸”的骨架结构, 解决了DNA分子的线性问题, 并在1935年提出“四核苷酸”说, 认为这四种碱基的含量是一样的。 核酸化学研究史（3） 1950年 Chargaff,E和Hotchkiss,R.D.采用纸层析法仔细分析了DNA的组成成分, 得知[A]=[T], [G]=[C], [A+G]=[C+T] 1953年 Watson, Crick根据DNA的X射线图谱的研究结果, 提出了DNA的双螺旋模型(Double helix)。几星期后提出了半保留式复制模型。 1957年 Meselsnhe Stahl用密度梯度超离心法和同位素标记-半保留复制假说。 核酸化学研究史（4） 1958年 Kornberg得到高纯度的 DNA polymerase, 这种酶需要一个模板DNA。 1960年 Cairns拍下了复制中的细菌DNA的电镜照片。 1970年 发现第一个DNA限制性内切酶。 1972年 DNA重组技术的建立。 1978年 双脱氧DNA测序法的建立。 1990年 人类基因组(HGP)计划实施。 核酸化学研究史-rRNA（5） 早在上世纪30年代后期就发现细胞质和细胞核中都有核酸存在，但用1924年福尔根发明的染色法去染色，只能使细胞核中的核酸染色。但两种核酸在260 nm的吸收非常相似。 1941年，细胞学家J.Brachet和T.Caspersor注意到细胞质中的核酸与蛋白质的合成有密切的关系。 50年代，通过电子显微镜和物理化学手段发现大肠杆菌细胞质的RNA常常存在于蛋白质合成相关的颗粒中（Ф20 nm,用35S进行脉冲式标记的实验证明该颗粒是蛋白质合成的所在地），简称核糖体。 核糖体得到分离后，发现里面含RNA-rRNA。Watson等发现，rRNA的G≠C，A≠U，断定是一单链分子。 核酸化学研究史-mRNA （6） 1948年有人报道，当噬菌体感染了细菌后会产生一种很不稳定的RNA，而大多数是和核糖体结合在一起。 Brenner, Jacob等人用13C，15N标记蛋白质，用32P标记核酸的方法证实了这是一种新的RNA分子，命名为信使RNA, 即mRNA (m, messenger)。 1961年，Spielman创造了分子杂交法，通过32P -mRNA-DNA杂交分子证明了mRNA的存在。 核酸化学研究史-tRNA（7） 1957年Hoagland, M.B.发现一类稳定的RNA小分子，不与核糖体结合，因而不同于mRNA和rRNA。 Crick, F.比较了核酸和氨基酸的大小和形状后，认为不可能在空间上互补，因此他对核酸→蛋白质的信息传递作了以下预测：a). 它是一种分子转换器，使信息从核酸序列转换成氨基酸序列；b). 这种分子很可能是核酸；c). 它不论以何种方式进入蛋白质翻译系统的模板，都必须与模板形成氢键（即配对）；d). 有20种分子转换器，每种氨基酸一个；e). 每种氨基酸必定还有一个对应的酶，催化与特定的分子转换器结合。 1963年， Ehrenstein等人用实验证明了Hoagland 发现的分子就是Crick预言的分子转换器，即tRNA。 1965年Holley经过7年努力测出酵母Ala-tRNA序列。 核酸化学研究史-遗传密码的破译（8） 1953年 Dounce假设DNA通过RNA将信息传给蛋白质，RNA上每三个核苷酸形成一个“ 空洞”，正好将一个个氨基酸装进去。该假说允许三联体的重叠。命中率80％ 1954年 物理学家Gamow与Teller等人联手，也提出三联体学说，并指出不可重复的特点。 命中率20％ 1957年 Crick也提出了三联体的假说。