第三章 核酸的组成与结构.ppt

第三章 核酸的组成与结构 本章重点：DNA和RNA的组成、结构和功能。 本章难点：DNA结构的多态性。 二、DNA 的结构与功能 一级结构（Primary structure）： 　　指DNA分子中核苷酸的排列顺序。 二级结构（Secondary structure）： 双螺旋（double helix） 三股螺旋（triple helix） 三（高）级结构（Tertiary structure）： 　　超螺旋（supercoil） 三、mRNA的具体结构与功能 1. 原核生物mRNA结构特点： (1)多顺反子（polycistron）：一分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息，可以作为几种蛋白质的模板，能翻译出几种蛋白质。 (2) mRNA5′端无帽子结构，3 ′端一般无多聚A的尾巴。 (3)一般没有修饰碱基。 2. 真核生物mRNA结构的特点 （1）5 ′末端有帽子结构。 　真核生物mRNA在转录后,在5’端加上帽子(7－甲基鸟嘌呤核苷)，在蛋白质翻译时识别起始位置及防止被RNA酶降解。 （2）3′端多数带有多聚A的尾巴(polyadenylate tail)，其长度为20~200个A. （3）分子中可能有修饰碱基，主要是甲基化。 （4）分子中有编码区与非编码区。 非编码区（untranslated region UTR）位于编码区的两端；5 ′非编码区有翻译起始信号。 四、tRNA：转运氨基酸 1．单链小分子，含73~93个核苷酸； 2．含有很多稀有碱基或修饰碱基，多为甲基化； 3．5 ′端总是磷酸化，且常是pG； 4．3 ′端为CCAOH； 5． 二级结构为三叶草形；6．三级结构为倒L型。 五、rRNA １．核糖体的组成 　３．原核生物rRNA的特点 　（１）原核生物16SrRNA 的 3 ′端有一保守序列ACCUCCU，是mRNA的识别结合位点。 　（２）原核生物5SrRNA的第43~47位核苷酸为CGAAC序列，可与tRNA上GTΨCG互补。 　４．真核生物rRNA的特点 　（１）真核生物5.8SrRNA上也有相同的CGAAC序列,是tRNA与rRNA相互识别、相互作用的部位。 　（２）rRNA上有许多rRNA之间识别结合部位及蛋白质的相互作用部位。 六、核酶：有催化活性的RNA 　１．核酶的发现 　　1982年，美国Thomas Cech 在研究四膜虫rRNA自我剪接时发现的；与此同时，加拿大的Sidney Altman 发现RNase P分子中的RNA组分有催化活性；1989年分享了Noble 化学奖。 　２．核酶的发现意义 　　不仅拓宽了生物催化剂的领域，而且对RNA的生物学功能开创了一种历史性的新认识：RNA不仅具有储存和传递遗传信息的功能，而且还具有生物催化剂的功能，在一定程度上可以说，RNA一身兼有DNA和蛋白质两大类生物大分子的功能。 　３．核酶的二级结构 　　　核酶的二级结构对于催化活性很重要。Symons提出“锤头”状二级结构，三个螺旋区，13（或11）个保守核苷酸序列。 　 七、核内不均一RNA（hnRNA） 　　　指真核细胞转录生成mRNA的前体；加工过程包括：5′加帽；3′端加尾；内含子的切除和外显子的拼接；分子内部的甲基化修饰作用；核苷酸序列的编辑作用。 　 八、小分子核内RNA(snRNA) 　　　真核细胞核内一组小分子RNA，含70~300碱基,序列中尿嘧啶含量较高，因此又用U命名。既非任何RNA的前体，也非某种RNA代谢的中间产物，而是具有独特功能且独立存在的实体，参与mRNA的加工等多种功能。常与多种特异的蛋白质结合在一起，形成小分子核内核蛋白颗粒（small nuclear ribonucleoprotein particle，snRNP） 九、反义RNA １．碱基序列正好与有意义mRNA互补的RNA，又称为调节RNA。 ２．可与mRNA配对结合形成双链，最终抑制mRNA作为模板进行翻译。 ３．还可作为DNA复制的抑制因子，与引物RNA互补结合抑制DNA复制，及在转录水平上与mRNA5′端互补，阻止RNA合成转录。 ４．可以人工合成反义RNA来调节基因的表达，用于疾病治疗。 ５．原核生物中也有一种mRNA干扰互补RNA（Mrna interfering complementary RNA，micRNA），也可与特异mRNA结合并阻止翻译。 第三节、核酸的提取 １．核酸的酚抽提 （１）原理：交替使用酚、氯仿两种蛋白质变性剂，更有效去除蛋白质。 （２）氯仿还可加速有机相与水相的分层。 （３）异戊醇：抑制界面泡沫的形成。 （４）标准程序：酚——酚-氯仿——氯仿。 ２．核酸的沉淀 （１）原理：核酸与钠、钾、镁形成的盐在许多有机溶剂中不溶，