分子生物学原理--核酸结构和功能 .ppt

分子生物学原理 第三章核酸的结构与功能Nucleic Acid structure and Function 什么是核酸? 核酸的结构与功能 DNA（deoxyribonucleic acid) RNA(ribonucleic acid) 核酸研究的历史 1869年，瑞士科学家Miescher在外科绷带上得到一种含磷酸很高的酸性化合物。 因 存在 于 核 中， 故命名为“核质” (nuclein)。 1889年，Altmann制备了不含蛋白质的核酸制品，首先使用了核酸(nucleic acid)这个名称。 核酸研究的历史 1928－1932年，确立了核酸在生命现象中的地位。 1944年，转化作用的发现，证实： 核酸 ? 遗传物质 1953年，Waston和Crick建立了双螺旋模型，这是核酸发展史上的重要里程碑。 核酸研究的历史 早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一种成分，后逐步证明核酸中含有戊糖，磷酸和碱基，是一种线状聚合物。 DNA is the carrier of genetic information 核 苷 酸 的 结 构 Ribose and Deoxyribose 第一节 核酸的化学组成 核酸的化学组成 Nucleic acid ? nucleotide ? phosphate + nucleoside ? base + pentose ? The structure of base 碱基的互变异构 酮式－烯醇 C=O C-OH N N 氨基－亚氨基 C-NH2 C=NH2 + +HN HN 受介质pH影响 碱基的共轭双键 260nm波长的紫外吸收强。 核酸测定的基础。 Ribose and Deoxyribose pentose 核苷是碱基与戊糖以糖苷键相连接形成的化合物： 核苷酸 许多单核苷酸在体内具有许多重要的生理功能 ATP是体内能量的直接来源和利用形式。 腺苷酸是NAD＋、FAD、辅酶A等的组成成分。 cAMP与cGMP是细胞内信号转导过程中重要的调节因子。 核苷酸的连接方式 第二节核酸的一级结构 核苷酸的连接 DNA的一级结构 核酸的书写方法 5’：左侧（上） 3’：右侧（下） AUGGC和AGUGC的碱基组成相同，但表示二段不同的核酸序列。 第三节 DNA的空间结构与功能 Chargaff 规则 腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等， 即： A=T，G=C 不同生物种属的DNA,其碱基组成不同 同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。 提示： A与T，G与C之间可能以互补的方式存在。 DNA的双螺旋结构 DNA的双螺旋结构 DNA分子由两条脱氧核糖核酸作骨架的双链组成，以右手螺旋方式盘旋 糖－磷酸骨架均位于外侧，碱基在内侧碱基平面之间距离为0.34nm。螺旋一周为10碱基对，螺距为3.4nm。 双螺旋的两条链是反方向平行的。 碱基配对：G = C A = T。 稳定力：互补碱基之间的氢键 疏水性堆积力-碱基堆积力 DNA的三级结构 原核生物和真核生物线粒体、叶绿体中的DNA是共价封闭的环状双螺旋，再形成超螺旋。 DNA的三级结构 真核生物中DNA的三级结构与蛋白质有关。 和DNA结合的蛋白质有组蛋白和非组蛋白。 组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两个分子形成八聚体，被两圈140-145碱基对的DNA所围绕。形成核小体。 H1位于核小体之间的连接区，组成串珠状结构。 DNA的三级结构 DNA的功能 基因：就是DNA大分子的一个片段，有复制、转录等主要功能，是生物遗传繁殖的物质基础。 DNA的功能：作为生物遗传信息复制的模版和基因转录的模版。 一个生物体的全部基因序列称为基因组。 DNA功能是储存遗传信息，保证每一种生物机体合成它们独特的蛋白质和RNA，使机体按一定时间和空间顺序来合成细胞