核酸的结构与功能.ppt.ppt

第二章核酸的结构与功能 Structure and Function of Nucleic Acid 一、教学目的 在掌握核酸的化学组成及分子组成的基础上，学习DNA的碱基组成规律，DNA的一级结构，二级结构及其要点，DNA的三级结构；RNA的分类、含量，RNA的结构，各种RNA的功能。进一步学习核酸的理化性质。 二、教学要求 1．掌握核酸的化学组成；掌握DNA的一级结构、二级结构及其功能；掌握三种RNA的结构特点和功能。 2．熟悉核酸的变性、复性；核酸的理化性质。 3．了解DNA、tRNA的三级结构；核酸酶的概念（自学）。 重点：DNA的二级结构，三类RNA的结构特点及功能；DNA的变性、复性以及在分子生物学中的应用；DNA与RNA分子组成的异同。 难点：DNA二级结构要点，tRNA二级结构与功能关系。 考核要求： 一、核心内容：核酸的分子组成，DNA的碱基组成规律，DNA一级结构的概念、二级结构及其要点；DNA的功能。RNA的分类，mRNA结构、功能；退火的概念。 二、重点内容：tRNA、rRNA的结构特点和功能。核酸的变性、复性概念；增色效应、解链温度；核酸杂交。 内容提纲： 核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子。天然存在的核酸分为DNA和RNA两类。根据RNA的生物学功能不同，生物细胞内主要存在三种RNA，即信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。 核酸的一级结构是指多核苷酸链中核苷酸残基的组成和排列顺序。DNA的二级结构是典型的双螺旋结构。原核生物DNA的三级结构是在二级结构的基础上进一步折叠盘饶形成的超螺旋结构。真核细胞DNA的双链缠饶在组蛋白上构成核小体。 核酸分子在260nm波长处具有紫外吸收特性。DNA的变性是指在理化因素作用下，DNA分子中的氢键断裂，双螺旋结构解开形成两个单链的过程。当紫外吸收达到最大值一半时的温度称为DNA的熔解温度(Tm)，亦称解链温度。DNA的Tm值大小与分子中的G、C含量多少及分子的长度有关。DNA的复性是指变性分开的两条单链，按照碱基互补配对原则重新形成双螺旋的过程。通常采用缓慢降温的方法使其复性，所以DNA的复性亦称为“退火”。分子杂交是指不同来源的核酸单链合并在一起，形成杂化双链的过程。 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。 碱基的互变异构体 3、核苷（nucleoside） 核苷 = 碱基 + 核糖 连接方式：糖苷键(glycosidic bond) 核苷酸 = 核苷 + 磷酸 连接方式：磷酸酯键 含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 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。 原核生物DNA多为环状，以负超螺旋的形式存在，平均每200碱基就有一个超螺旋形成。 RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。 帽子结构的功能 mRNA的帽子结构可以与帽结合蛋白(cap binding protein，CBP)结合，协助mRNA从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻译起始因子结合以及维持mRNA稳定性 。 * tRNA的一级结构特点 含 10~20% 稀有碱基，如 DHU 3′末端为 — CCA-OH 5′末端大多数为G 具有 T?C tRNA的功能： 活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。 rRNA的三级结构 rRNA的功能 参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。 核酸的酸碱及溶解度性质 核酸为多元酸，具有较强的酸性。 粘度：DNARNA dsDNA ssDNA 第五节 常用的核酸分离纯化技术 方法 酚抽提法可分离核酸 层析法 密度梯度离心法 凝胶电泳法 思考题： 1. DNA双螺旋的结构特点。 2. 什么是DNA变性，什么是DNA复性？ 课堂小结： 1. 核酸分为DNA和RNA两大类。 DNA结构包括一级结构，双螺旋结构，超螺旋结构。 RNA有mRNA 、rRNA 、tRNA三种，参与蛋白质的合成。 2. DNA变性和复