第二章核酸的結构和功能.pptVIP

第 二 章核酸的结构和功能 Structure and Function of Nucleic Acid 核 酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。 一、核酸的发现和研究工作进展 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 二、核酸的分类及分布 第一节 核酸的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid 核酸的化学组成 1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%） 嘌呤(purine) 碱 基 嘧啶(pyrimidine) 戊 糖 核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 一、核苷酸的结构 核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 体内重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP 环化核苷酸: cAMP，cGMP C G A 二、核酸的一级结构 定义 核酸中核苷酸的排列顺序。 由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。 书写方法 5? pApCpTpGpCpT-OH 3? 5? A C T G C T 3? 目 录 第二节 DNA的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNA DNA的二级结构-双螺旋结构 DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 DNA双螺旋结构模型要点 DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 DNA的超螺旋结构 原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装 DNA的功能 一、 DNA的二级结构 ——双螺旋结构 （一）DNA双螺旋结构的研究背景 目 录 （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)相间。 目 录 （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T; G?C） 。 相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。 目 录 碱基互补配对 T A G C （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。 目 录 （三）DNA双螺旋结构的多样性 目 录 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 超螺旋结构(superhelix 或supercoil) DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反 意义 DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。 （二）原核生物DNA的高级结构 （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 DNA的基本功能是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。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。 基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。 第三节 RNA的结构与功能 Structure and Function of RNA RNA的种类、分