核酸的结构和功能——生物化学课件.ppt

核酸 (nucleic acid) 是以核苷酸为基本组成单位 的生物大分子，起携带和传递遗 传信息的作用。 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): 分布于胞核、胞浆中。 参与遗传信息的表达。 第一节 核酸的化学组成 核酸可在核酸酶的作用下水解。 一、碱基 (base) 每种核酸的主要碱基都有四种。 碱基结构： 五种碱基上的酮基或氨基，均位于杂环上氮 原子的邻位。因此都能形成酮式-烯醇式或氨基- 亚氨基的互变异构。这两种异构体的平衡关系受 介质酸碱环境的影响。 二、戊糖与核苷 戊糖结构： 核苷（ribonucleoside) 嘌呤碱N-9或嘧 啶碱N-1与核糖或脱 氧核糖C-1′通过糖 苷键相连形成核苷 或脱氧核苷。 三、核苷酸（nucleotide） 核苷（或脱氧核苷）与磷酸通过酯键 结合构成核苷酸（或脱氧核苷酸）。 体内重要的游离核苷酸及其衍生物 多磷酸核苷酸： NMP、NDP、NTP 环化核苷酸： cAMP、cGMP 含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoASH、 FAD等都含有AMP 第二节 核酸的一级结构 核酸的一级结构： 是指核酸中核 苷酸的排列顺序。 又称为核苷酸序列 或碱基序列。 核苷酸之间通 过3?,5 ? -磷酸二酯键 相连形成的线性大分 子称为核苷酸链。 表示法： DNA 与RNA的区别 第三节 DNA的空间结构与功能 一、DNA的二级结构 （一）Chargaff规则 A=T，G=C； 不同生物种属的DNA碱基组成不同； 同一个体的不同器官或组织的DNA碱基 组成相同。 （二）DNA双螺旋结构 1953年，Watson 和Crick以Chargaff 规则为基础，经过对DNA晶体的X－射线衍 射分析，提出了B型DNA双螺旋模型。 DNA双螺旋结构要点: 两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右 手双螺旋（double helix)。螺旋直径2nm， 表面有大沟和小沟。 2. 磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋外侧，碱基垂 直于螺旋轴而伸入内侧。每圈螺旋含10个碱 基对（bp），螺距为3.4nm。 3. 两条链通过碱基间的氢键相连，A对T有两 个氢键，C对G有三个氢键，这种A-T、C-G 配对的规律，称为碱基互补规则。 4. 维持双螺旋稳定的因素：横向为氢键，纵 向为碱基间的堆积力。 碱基互补配对： （三）DNA结构的多样性 　B型DNA双螺旋是核酸二级结构的重要 形式。当改变了溶液的离子强度和相对湿度 时，DNA螺旋结构可以改变，除B型外，还 有Z型及A型。 　在体内，不同构象的DNA可能与基因表 达的调控有关。 三种类型DNA双螺旋的比较 二、DNA的超螺旋结构 （一）超螺旋：原核生物DNA的高级结构。 （二）核小体（nucleosome） 真核生物染色质(chromatin)DNA是线性 双螺旋，它缠绕在组蛋白的八聚体上形成核 小体。 核小体的组成： DNA：约200bp 组蛋白：富含Lys和Arg的碱性蛋白质。 H1 H2A，H2B H3 H4 　 由许多核小体形成的 串珠样结构又进一步盘曲 成直径为 30nm 的中空的 染色质纤维，称为螺线管。 螺线管再经几次卷曲才能形 成染色单体。人类细胞核中有 46 条染色体，这些染色体的 DNA总 长达1.7m,经过这样的折叠压缩， 46 条染色体总长亦不过 200nm 左右。 三、DNA的功能 储存和携带遗传信息。作为生物遗 传信息复制的模板和基因转录的模板。 生物体的遗传物质是DNA的证明： 实验一，肺炎双球菌的转化实验 实验二，放射性同位素对噬菌体的标记实验 第四节 RNA的空间结构与功能 RNA的种类和功能 核糖体RNA（rRNA）：核蛋白体组成成分 转移RNA（tRNA）：转运氨基酸 信使RNA（