第六章 核酸的结构和功能.pptVIP

第 六 章核 酸 化 学 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 稀有碱基 除以上五类基本的碱基外，核酸中还有一些含量极少的碱基称为稀有碱基或修饰碱基。 稀有碱基种类十分多。大多数都是五类基本碱基衍生出的甲基化碱基，也有硫代、甲硫代、乙酰化及带各种侧链的碱基。 tRNA中含有较多的稀有碱基。 磷酸与磷酸之间的连结键水解裂开时能产生较大能量，叫做高能磷酸键，习惯以～代表它。含～的化合物叫高能化合物。ATP含有两个～。物质代谢所产生的能量使ADP和磷酸合成ATP，这是生物体内贮能的一种方式。ATP分解又释放能量。 高能磷酸键水解裂开时，每生成l mol磷酸就放出能量约30.5kJ（一般磷酸酯水解释能8.4～12.5kJ／mol）。放出的能量可以支持生理活动（如肌肉的收缩），也可用以促进生物化学反应（如蛋白质的合成）。 所以 ATP是体内蕴藏可利用能的主要仓库，也是体内所需能量的主要来源。 其他单核苷酸可以和腺苷酸一样磷酸化，产生相应的高能磷酸化合物。 各种核苷三磷酸化合物（可简写为ATP，CTP，GTP，UTP）实际是体内RNA合成的直接原料。 各种脱氧核苷三磷酸化合物（可简写为dATP，dCTP，dGTP和dTTP）是DNA合成的直接原料。 它们在连接起来构成核酸大分子的过程中脱去“多余”的二分子磷酸。 此外，在生物体内还有一些参与代谢作用的重要核苷酸衍生物，如尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶Ⅰ，NAD）、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶Ⅱ，NADP）、黄素单核苷酸（FMN）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）等与生物氧化作用的关系很密切，是重要的辅酶。 思考题 二、核酸的一级结构 1.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。 2. DNA的书写顺序是5‘——3’。 3.DNA中有4种类型的核苷酸，有n个核苷酸组成的DNA链中可能有的不同序列总数为4n。 碱基成对有一定规律，腺嘌呤一定与胸腺嘧啶成对，鸟嘌呤一定与胞嘧啶成对。 因此有四种可能的碱基对，即A—T，T—A，G—C和C—G。A和T间构成二个氢键，G和C间构成三个氢键。 1. RNA是单链分子，分子中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数； 2. RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，不能形成双螺旋的部分，则形成突环。-发夹型结构 3. RNA双螺旋结构中，碱基配对不象DNA那样严格。G可以与C或U配对。 4. 不同类型的RNA二级结构有明显差异。 第五节 核酸的分离 1． RNA的分离 RNA的分离方法因材料及所要分离的RNA种类而异。目前最普遍使用的是酚提取法。将组织匀浆用苯酚处理并离心，RNA即溶解于上层被苯酚饱和的水层中，而DNA和已被凝固的蛋白质分布在下层为水饱和的苯酚中。将上清液吸出，加入乙醇，RNA即呈白色絮状沉淀析出。 2．DNA的分离 DNA的提取法也有多种。目前一般是根据DNA核蛋白能溶于水及高浓度(1～2 mol／L)NaCl溶液，而难溶于0.14 mol／L的 NaCl，RNA核蛋白则易溶于0.14 mol／L的NaCl溶液这一原理进行分离。可先用0.14 mol／L的NaCl溶液除去组织中的RNA核蛋白，然后用十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）处理，使DNA与蛋白质分离，并用浓（1 mol／L）NaCl溶液溶解DNA，再用氯仿—异戊醇将蛋白质沉淀除去，最后向DNA溶液中加入乙醇，DNA即呈丝状物沉淀析出。 第 六 节 核 酸 酶 Nuclease 病毒是由具有侵染性的核酸和蛋白质组成的。病毒是介于生物和非生物之间，它们虽然含有核酸和蛋白质两种生物大分子，但它们本身不能进行繁殖，只有当侵入寄主细胞内后，才能利用寄主细胞的系统而进行繁殖。但病毒和其他生物一样，也具有繁殖、遗传、变异等生命现象。病毒能使动物和植物发生多种疾病：人类的疾病，如狂犬病、天花、肝炎、流行性感冒等，病毒也能引起恶性肿瘤；植物的病害，如烟草花叶病、番茄矮丛病、水稻矮缩病、小麦黄矮病等；病毒还能侵染细菌，侵染细菌的病毒称为噬菌体。 核