核酸的木结构和功能.ppt

螺距 残基数 碱基倾斜 A型(75%,Na) 2.8 11 20° B型(92%,Na) 3.4 10 0° C型(66%,Li) 3.1 9.3 6° D/R hybrid 2.8 11 20° Z型 4.6 12 9° DNA中存在不少如图2-23所示的二重对称结构(two fold rotationally symmetry)，即一条链碱基序列的正读与另一条链碱基序列的反读是相同的。这种序列也可称作反向重复顺序(invert repeat sequence)或者回文顺序(palindrome sequence)，这样的序列很容易形成发夹结构或十字架结构。有些回文顺序可以作为限制性核酸内切酶的识别位点，还有些回文顺序形成的发夹结构在转录的终止，或转录活性的调控方面发挥重要作用。 鸟啼正落花 花落正啼鸟 在细菌的培养基中缺少某种必需氨基酸时，几秒钟内即发生GTP+ATP →ppGpp或pppGpp的反应。在ppGpp或pppGpp的作用下，细菌会严格控制代谢活动以减少消耗，加快体内原有蛋白质的水解以获取所缺的氨基酸，并用以合成生命活动必需的蛋白质，从而延续生命。枯草杆菌在营养不利的情况下形成芽孢时，合成ppApp，pppApp和pppAppp，使细菌处于休眠状态度过恶劣时期。很多原核生物(如大肠杆菌)、真核生物(如酵母菌)和哺乳动物都存在A5‘pppp5A(Ap4A)，在哺乳动物中Ap4A含量与细胞生长速度有正相关。核苷酸及其衍生物在调控方面的作用，已成为生物体调控机制研究的一个重要领域。 2.2.4.2 核苷酸的性质 核苷酸的碱基具有共轭双键结构，故核苷酸在260nm左右有强吸收峰。由于碱基的紫外吸收光谱受碱基种类和解离状态的影响，故测定核苷酸的紫外吸收时应注意在一定的pH下进行。图2-12表示了四种核苷酸在不同pH下的紫外吸收光谱。利用碱基紫外吸收的差别，可以鉴定各种核苷酸。 表 2-1 四种主要核苷酸可解离基团的pK值 6.4 1.0 9.5(N-3) 5′-UMP 6.3 0.8 4.5(N-3) 5′-CMP 6.1 0.7 9.4(N-1), 2.4(N-7) 5′-GMP 6.1 0.9 3.8(N-1) 5′-AMP pK2 (磷酸基) pk1 (磷酸基) pK0 (碱基-N) 核苷酸 图2-13是4种核苷酸的解离曲线。可以看出，当pH处于第一磷酸基和碱基解离曲线的交点时，二者的解离度刚好相等。在这个pH下，第二磷酸基尚未解离，所以这一pH为该核苷酸的等电点。当pH小于等电点时，该核苷酸带净正电荷。相反，如果pH大于核苷酸的等电点，则该核苷酸带净负电荷。 在pH3.5时，各种核苷酸的第一磷酸基已完全解离，带1个单位的负电荷，第二磷酸基完全未解离。含氮碱基的解离度则有明显的差别，分别为CMP(+0.84) AMP(+0.54) GMP(+0.05) UMP(0)。这样，所有核苷酸都带净负电荷，且带负电荷的多少各不相同。在pH3.5的缓冲液中进行电泳，它们便以不同的速度向正极移动，其移动速度的顺序是UMP GMP AMP CMP，因而可以将它们分开。 用阳离子交换树脂分离上述四种核苷酸时，先在低pH(例如pH1.0)下使它们都带上净正电荷(UMP除外)，经离子交换作用结合到树脂上，然后用pH或盐离子浓度递增的缓冲液进行洗脱。UMP因不带正电荷，首先被洗脱下来，接着是GMP，因为嘌呤环同离子交换树脂的非极性吸附比嘧啶环大许多倍，抵消了AMP和GMP之间正电荷的差别，故洗脱顺序是：UMP → GMP → CMP → AMP。 2.3 核酸的一级结构 实验证明DNA和RNA都是没有分支的多核苷酸长链，链中每个核苷酸的3-羟基和相邻核苷酸戊糖上的5-磷酸相连。因此，核苷酸间的连接键是3, 5-磷酸二酯键(3, 5-phosphodiester bond)。由相间排列的戊糖和磷酸构成核酸大分子的主链，而代表其特性的碱基则可以看成是有次