第十四章核酸的结构.ppt

第14章核酸的结构;核酸 nucleic acid;β;腺嘌呤Adenine 鸟嘌呤Guanine 尿嘧啶Uracil 胞嘧啶Cytosine 胸腺嘧啶Thymine;;含氧的碱基有稀醇式和酮式两种异构体，在生理pH条件下主要以酮式存在，核酸中的碱基也以酮式存在。;修饰碱基 DNA由A、G、C、T碱基构成;RNA由A、G、C、U碱基构成。除此之外,还有一些含量甚少的碱基,大约近百种,其中RNA中较多,主要存在于tRNA中,绝大部分是以上5种碱基的衍生物,多数是经甲基化、乙酰化、氢化、氟化及硫化形成的,所以称为修饰碱基,也叫稀有碱基。 ;OH;核酸中的修饰嘧啶碱基：5-羟甲基尿嘧啶（hm5U）、5，6-二氢尿嘧啶(DHU)、4-硫尿嘧啶(s4U)、5-甲氧基尿嘧啶(mo5U)、5-氟尿嘧啶（f 5U）、5-甲基胞嘧啶（m5C）、5-羟甲基胞嘧啶（hm5C）、2-硫胞嘧啶(s2C)、N4-乙酰基胞嘧啶（ac4C）等. 修饰碱基的符号：在碱基符号的左侧以小写字母及右上角数码表示其取代基团的性质、数目及位置。;(三)核苷 1、核苷由戊糖和碱基缩合而成的糖苷，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。在嘌呤核苷的糖苷键: β-N-1/,9-糖苷键，嘧啶核苷的糖苷键： β-N-1/,1-糖苷键.;;3、修饰核苷 修饰碱基与戊糖形成的核苷为修饰核苷，修饰核苷也可以修饰戊糖，主要是甲基化修饰。 常见的有： ★次黄嘌呤核苷或肌苷（I）、 ★黄嘌呤核苷（X） ★二H尿嘧啶核苷（D） ★假尿苷（ψ）为β-1，5C-C糖苷键，细胞内有特异的异构酶催化尿嘧啶转变为假尿苷。 ★Y核苷也叫W核苷是从tRNA中分离出的具有荧光的核苷。 ★Q核苷的碱基骨架为7-去氮鸟嘌呤，在第7位上连以侧链R/，不同Q 核苷R/不同。;对于修饰碱基的核苷，在核苷符号的左侧以小写字母及右上角数码表示其碱基上的取代基团的性质、数目及位置，如2-甲基腺苷表示为：m2A，N6-甲基脱氧腺苷表示为m6dA. 对于修饰糖环的核苷，在核苷符号右侧以小写字母表示，如2/－O－甲基腺苷，写为Am2；;;(五)核苷酸及其衍生物的功能 1、 构成DNA、RNA的核苷酸都为5/核苷酸2、 细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5/-三磷酸化合物（NTP），核苷5/-二磷酸（NDP） ②环腺苷酸（CNT） ③核苷5/-多磷酸3/-多磷酸化合物 ④核苷酸衍生物HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD都含有腺苷酸。ADPG、UDPG等是糖生物合成的活性糖基供体。 ;二、核酸的共价结构(核酸的一级结构) (一)核苷酸的连接方式:一个核苷酸残基的3/-羟基通过“磷酸二酯键”与下一个核苷酸残基的5/-羟基相连。 证据：牛脾磷酸二酯酶专一从核苷酸链的3/-端水解得3/-核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶专一从核苷酸链的5/-端水解得5/-核苷酸，用这两种酶水解RNA链，分别得到3/-核苷酸和5/-核苷酸。 ;;;(二)RNA的一级结构(共价结构) 1、基本结构单位——核苷酸 2、连接键——3/、5/磷酸二酯键。 3、戊糖——核糖 4、碱基U替代T，此外，RNA中还有一些稀有碱基。 一级结构讨论的是核苷酸在核苷酸链上的排列顺序 5、RNA也是无分支的线型多聚核糖核苷酸。 6、RNA种类很多，结构也不一样。;;三、 DNA的高级级结构(二、三级结构） （一）DNA的双螺旋级结构 1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律、DNA Na盐纤维的X光衍射数据和核酸的化学性质及核苷酸键长和键角的数据提出了DNA的双螺旋结构模型。 ;1、Watson-Crick双螺旋结构建立的根据 （1）Chargaff 规律 ，奥地利科学家Chargaff于1950年对各生物的碱基进行了定量分析，总结了一些共同规律：a. 同一生物所有器官和组织中的核DNA的碱基是相同的，DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。DNA的碱基组成具有种的特异性。 b.所有双链DNA中，A=T，G=C 且A+G=C+T，既含6-氨基的碱基数等于含6-酮基的碱基数（腺嘌呤含6-氨基；胸腺嘧啶含6-酮基；鸟嘌呤含6-酮基；胞嘧啶含6-氨基） c.不同生物的DNA皆有自己独特的碱基组成，这种差异可用“不对称比率”A+T/G+C表示。亲缘关系较近的生物碱基组成相似。 d. 年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成;（2）Wilkins（美国人）和Franklin（英国女科学家） a.不同来源的DNA具有相似的X射线衍射图谱，说明应具有相似的结构。 b.DNA具有两条或以上脱氧多核苷酸链构成的螺旋结构，且沿长轴有0.34nm和3.4nm的周期性变化。从Pauling建立的蛋白质α-螺旋也得到了启发。;2、 Watson-Crick双螺旋结构模型