[理化生]第二章 核酸的分子结构与功能.ppt

第2章核酸的结构与功能 目录 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。 1953年，Watson和Crick提出DNA的反向平行双螺旋模型 碱基、核苷、核苷酸的概念和关系  核酸分子中核苷酸之间的共价键 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。 DNA一级结构的表示法 亲水性的骨架位于双链的外侧。 疏水性的碱基位于双链的内侧。 螺旋和超螺旋电话线 DNA超螺旋结构形成的意义 染色体包装的结构模型 多级螺旋模型 压缩倍数 7 6 40 5 （8400） DNA → 核小体 → 螺线管 → 超螺线管 → 染色单体 2nm 10nm 30(10)nm 400nm 2~10μm 一级包装 二级包装 三级包装 四级包装 重要的实验证明DNA是主要的遗传物质： 肺炎球菌转化实验 T2噬菌体的感染实验 帽子 0 结构 第五节 核酸酶 Nuclease 核蛋白体RNA(ribosomal RNA，rRNA)是细胞内含量最多的RNA(80％)。 rRNA与核蛋白体蛋白结合组成核蛋白体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。 三、以rRNA为组分的核蛋白体是蛋白质合成的场所 核蛋白体的组成 31 18S rRNA的二级结构 蛋白质合成时形成的复合体 Tu Ts GTP GDP A U G 5 3 Tu Ts GTP fMet A U G 5 3 fMet Tu GTP 进位 转位 成肽 RNA组学是研究细胞内snmRNA的种类、结构和功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时空状态下snmRNAs表达谱的变化，以及与功能之间的关系。 四、snmRNA参与了基因表达的调控 细胞的不同部位存在的许多其他种类的小分子RNA，统称为非mRNA小RNA(small non-messenger RNAs, snmRNAs)。 snmRNAs 核内小RNA(small nuclear RNA, snRNA) 核仁小RNA(small nucleolar RNA, snoRNA) 胞质小RNA(small cytoplasmic RNA, scRNA) 催化性小RNA(small catalytic RNA) 小片段干扰RNA(small interfering RNA, siRNA) snmRNAs的种类 snRNA参与真核生物hnRNA的剪接 snoRNA参与rRNA的转录后修饰 核酶（催化性RNA） 基于siRNA的RNA干扰技术(RNA interference, RNAi) 核酶 某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，这种具有催化作用的小RNA亦被称为核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalytic RNA)。 siRNA是生物宿主对外源侵入的基因表达的双链RNA进行切割所产生的特定长度和特定核酸序列的小片段RNA。 siRNA可以与外源基因表达的mRNA相结合，并诱发这些mRNA的降解。 基于此机理，人们发明了RNA干扰(RNA interference，RNAi)技术。 小片段干扰RNA 原核生物基因表达的特异性 五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现了不同的时空特性 核小体串珠样的结构 双链DNA的折叠和组装 DNA经过多次折叠，被压缩了8000～10000倍，组装在直径只有为数微米的细胞核内。 真核生物的染色体 DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。 基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。 三、DNA是遗传信息的物