的结构与功能dna(rna).ppt

作为遗传物质的DNA特征 1.贮存并表达遗传信息 2.能把遗传信息传递给子代 3.物理和化学性质相对稳定 4.有遗传变异的能力 2.2 核酸的化学组成与共价结构 2.2.1核酸的分类、分布及功能 脱氧核糖核酸 (deoxyribonucleic acid, DNA): 90%以上分布于细胞核，其余分布于线粒体内。 储存和携带遗传信息。 核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA): 分布于细胞质、细胞核中。 参与遗传信息的表达。 戊糖 碱 基 嘧啶(pyrimidine) 核苷=核糖+碱基 一级结构指其核苷酸的组成及排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，也称碱基序列。 DNA：四种脱氧核苷酸按一定顺序以3′,5′-磷酸二酯键相连形成的聚脱氧核苷酸链（polydeoxynucleotides）。 2.3.1 DNA双螺旋结构要点 2.3.2 维持DNA双螺旋的作用力 氢键 碱基堆积力（base stacking force): 由芳香族碱基π电子间的相互作用引起的，能形成疏水核心，是稳定DNA最重要的因素. 分布于双螺旋内侧的嘌呤与嘧啶碱呈疏水性，大量邻近碱基对的堆积，使其内部形成了强有力的疏水区，与介质水分子隔开。 2.4.5 DNA的超螺旋结构 RNA通常以单链形式存在，但也可形成局部的双螺旋结构。 RNA分子的种类较多，分子大小变化较大，功能多样化。 主要的RNA种类有rRNA、mRNA、tRNA、HnRNA、SnRNA、ScRNA等。 2.6 RNA的结构与功能 2.6.1 RNA的一级结构 无分支的线型多聚核糖核苷酸，主要由4种核糖核苷酸A,G,U,C组成，组成RNA的核苷酸也是以3’,5’-磷酸二酯键连接。 rRNA的结构与功能 rRNA是细胞中含量最多的RNA，占总量的80%。rRNA与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。 在原核生物中，rRNA有三种：5S，16S，23S。 16S rRNA小亚基，5S和23S rRNA大亚基。 在真核生物中，rRNA有四种：5S，5.8S，18S，28S。 18S rRNA小亚基，其余的rRNA大亚基。 转运RNA（transfer RNA，tRNA）是细胞内分子量最小的一类核酸，其功能是细胞蛋白质合成过程中,作为各种氨基酸的载体。 核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）与核糖体蛋白共同构成核糖体（ribosome）。 真核生物成熟mRNA的结构特点： 1. 5′端帽子结构（cap sequence): m’GpppNm帽子结构能促进核糖体与mRNA的结合,加速翻译起始速度,同时可以增强mRNA的稳定性。 2. 3′末端多聚A的尾巴：可能与mRNA从核内向胞质的移位及mRNA的稳定有关。 2.6.2 RNA的高级结构 1、tRNA分子中含有10~20%的稀有碱基，包括二氢尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶核苷（Ψ）和甲基化的嘌呤（mG，mA）。 转运RNA( transfer RNA，tRNA)的结构 mG：甲基鸟嘌呤核苷 I：次黄嘌呤核苷 Ψ:假尿嘧啶核苷 DHU:二氢尿嘧啶 2. tRNA中存在一些能局部互补配对的区域，能形成局部双链，进而形成一种茎-环或发夹结构，由于茎环结构的存在，使tRNA形成了三叶草形的二级结构。 Secondary cloverleaf structure of tRNAPhe from yeast (Wikipedia) DHU stem Anticodon stem T stem DHU 臂: 辨认并结合氨酰tRNA合成酶 反密码臂: 识别mRNA上的密码子 氨基酸臂：结合氨基酸 TψC臂：识别并结合核蛋白体 tRNA的三级结构 tRNA共同的三级结构：倒L型 。 Tertiary structure of tRNA (TRNA-Phe yeast，Source: Wikipedia) CCA tail in yellow, Acceptor stem in purple, Variable loop in orange, D arm in red, Anticodon arm in blue with Anticodon in black, T arm in green. H-DNA structure 三股螺旋DNA生物学意义 DNA的三链结构常出现在DNA复制、转录的起始或调节位点，第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。 2.4.4 DNA的四链结构