四川农业大学生物化学第二章核酸化学课案.ppt

第二章 核酸化学 核酸的结构与功能 第一节 核酸通论 核酸的研究历史和重要性 核酸的研究历史和重要性（续）历史 核酸分类和分布 肺炎球菌转化实验图解 第二节 核酸的基本结构单位—核苷酸 5′-磷酸核苷酸的基本结构 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系  基本碱基结构和命名 核苷酸的结构和命名 常见（脱氧）核苷酸的结构和命名 几种稀有核苷 几种稀有核苷酸 细胞内游离核苷酸及其衍生物 腺苷酸及其多磷酸化合物 cAMP(cGMP)的结构 二 、核苷酸的生物学功能 第二节 DNA的分子结构 核酸分子中核苷酸之间的共价键 二、DNA 的一级结构 DNA一级结构的表示法 三、DNA碱基组成的Chargaff规则 DNA、RNA的一级结构 四、DNA的二级结构 DNA的双螺旋结构的形成 DNA的双螺旋模型特点 DNA的双螺旋结构稳定因素 DNA的双螺旋结构的意义 DNA双螺旋的不同构象 三种DNA双螺旋构象比较 DNA分子间的三链结构 五、DNA的三级结构 螺旋和超螺旋电话线 DNA超螺旋的形成 超螺旋状态的定量描述 DNA超螺旋结构形成的意义 原核生物两类拓扑异构酶 原核拓扑异构酶I的作用机制 拓扑异构酶II的作用机制 拓扑异构酶 六、DNA与蛋白质复合物的结构 噬菌体T2结构 动物病毒切面模式图 细菌拟核（nucleoid ）的突环结构 组蛋白与DNA的结合 DNA的念珠状结构 核小体盘绕及染色质示意图 真核生物染色体DNA组装不同层次的结构 第四节 RNA的分子结构 RNA的类别 RNA的一级结构 tRNA 的结构 酵母tRNA Ala 的二级结构 tRNA的三级结构 rRNA的分子结构 mRNA的分子结构 原核细胞mRNA的结构特点 真核细胞mRNA的结构特点 第五节 核酸的某些理化性质及 核酸研究常用技术 核苷酸的解离曲线 DNA的紫外吸收光谱 DNA的变性过程 核酸的变性、复性和杂交 Southern印迹法 分子杂交的原理示意图 Tm：熔解温度（melting temperature） 人类基因组计划概况（Human Genome Project，HGP） HGP取得的成就 HGP面临的挑战 人类将进入生物经济时代 离心机结构示意图 沉降系数（sedimentation coefficient） 问答题 天然DNA 变性DNA 核苷酸总吸收值 1 2 3 220 240 260 280 0.1 0.2 0.3 0.4 波长（nm） 光吸收 1 2 3 加热 部分双螺旋解开 无规则线团 链内碱基配对 变性（加热） 探针 杂交（缓慢冷却） 复性（缓慢冷却） 变性：在物理、化学因素影响下， DNA碱基对间的氢键断裂，双螺旋解开，这是一个是跃变过程，伴有A260增加（增色效应）,DNA的功能丧失。 复性：在一定条件下，变性DNA 单链间碱基重新配对恢复双螺旋结构，伴有A260减小（减色效应）,DNA的功能恢复。 DNA分子 限制片段 限制性酶切割 琼脂糖电泳 转移至硝酸纤维素膜上 与放射性标记DNA探针杂交 放射自显影 带有DNA片段的凝胶 凝胶 滤膜 用缓冲液转移DNA 吸附有DNA片段的膜 不同来源的DNA单链间或单链DNA与RNA之间只要有碱基配对的区域，在复性时可形成局部双螺旋区，称核酸分子杂交（hybridization）制备特定的探针（probe）通过杂交技术可进行基因的检测和定位研究。实例：southern印迹法 Poly d(A-T) DNA Poly d(G-C) DNA的变性发生在一个很窄的温度范围内，通常把热变性过程中A260达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度，用Tm表示。 Tm的大小与DNA分子中（G+C）的百分含量成正相关，测定Tm值可推算核酸碱基组成及判断DNA纯度。 某些DNA的Tm值 60 80 100 1 .0 1 .4 1 .2 100% A260 t \ 0C Tm Tm Tm 1 2 3 1 2 3 该计划是美国科学家在1985年率先提出，1990年正式启动。美、英、德、法、日先后参加了此项工作，1999年我国成为 HGP的第六个成员国。 HGP旨在阐明人类基因组DNA所具有的3×109核苷酸的序列，发现所有的人类基因并阐明其在染色体上的位置，破译人类的全部遗传信息，使得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。 到目前为止，已完成了人类基因组的框架图，测序的工作已基本完成。 HGP的实施，揭开了生命科学新的一页，它可以造福于人类，但也面临的伦理的挑战。