第六章核酸化学.pptxVIP

§1 核酸概述; 1944年,Oswald Avery,Colin Macleod和Maclyn McCarty发现，一种有夹膜、表面光滑、具致病性的肺炎球菌中提取的核酸DNA(deoxyribonucleic acid,脱氧核糖核酸)，可使另一种无夹膜，表面粗糙、不具致病性的肺炎球菌的遗传性状发生改变，转变为有夹膜，具有致病性的肺炎球菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。该项实验彻底纠正了蛋白质携带遗传信息这一错误认识，确立了核酸是遗传物质的重要地位； ; DNA遗传作用的进一步肯定来自Alfred Hershey和Martha Chase对一个感染大肠杆菌的病毒的研究。即用放谢性同位素32P标记噬菌体DNA，35S标记其蛋白质外壳，再用标记的噬菌体去感染培养的大肠杆菌，结果发现进入细菌体内，使细菌生长、繁殖发生变化的是32P标记的DNA，而不是35S标记的蛋白质，并且新繁殖生成的噬菌体不含35S，只含32P。 ; 1953年,Watson和Crick创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA复制(replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性，为遗传学进入分子水平奠定了基础，成为现代分子生物学发展史上最为辉煌的里程碑。 ;;二、核酸的种类、分布和含量 ;2、tRNA (transfer RNA)，转移RNA，是细胞中最小的一种RNA分子，占细胞总RNA的15%左右。是结构研究最清楚的一类RNA。在蛋白质的生物合成中，tRNA起携带氨基酸的作用。;（二）分布;三、核酸的功能;核酸;;二、基本结构单位——核苷酸;碱基∶是一类含氮杂环有机小分子（五种）;腺嘌呤; 核酸中五种碱基中的酮基和氨基，均位于碱基环中氮原子的邻位，可以发生酮式-烯醇式或氨基-亚氨基之间的结构互变。这种互变异构在基因的突变和生物的进化中具有重要作用。 ; 有些核酸中还含有修饰碱基(modified component)或稀有碱基（unusual component），这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位被甲基化(methylation)或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。一般这些碱基在核酸中的含量稀少，在各种类型核酸中的分布也不均一。DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA，如5-甲基胞嘧啶(m5C)，5-羟甲基胞嘧啶hm5C；RNA中以tRNA含修饰碱基???多，如1-甲基腺嘌呤(m1A)，2,2-二甲基鸟嘌呤(m22G)和5,6-二氢尿嘧啶(DHU)等。 ;; 嘌呤和嘧啶环中含有共轭双键，对260nm左右波长的紫外光有较强的吸收。碱基的这一特性常被用来对碱基、核苷、核苷酸和核酸进行定性和定量分析. ;2、戊糖 ;3、核苷（nucleoside） 核苷是核糖与碱基(嘌呤碱或嘧啶碱)结合物。 嘌呤核苷是嘌呤的第9位N与核糖或脱氧核糖第1′位碳连接； 嘧啶核苷是嘧啶的的第1位N与核糖或脱氧核糖第1′位碳连接；; 胞嘧啶脱氧核苷（dC);尿嘧啶核苷（U）;4、核苷酸（nucleotide）;;稀有核苷酸与上类似;(脱氧)核苷二磷酸、(脱氧)核苷三磷酸、双脱氧核苷酸的结构 ;3 ′ 5 ′ －环化腺苷酸 （cAMP）;环化核苷酸cAMP、cGMP：被称为第二信使，有放大激素的作用。 ;三、核酸的一级结构 核酸的一级结构是指单核苷酸之间的连接方式。 DNA、RNA都是由许多核苷酸通过3′、5′磷酸二酯键将前一个核苷酸与后一个核苷酸连接起来，形成无分支的多核苷酸链。 在链的一端的一个戊糖的3′位上OH是游离存在的，另一端的戊糖其5位上连有一个磷酸基团呈单磷酸酯状态，这两个末端分别称为3′末端及5′末端。;核酸分子中核苷酸的连接方式：3‘,5’-磷酸二酯键;DNA一级结构的简写形式;（一）、DNA的高级结构;不同生物来源的DNA四种碱基比例关系;1. 同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同； 2. 同一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变； 3. 几乎所有的DNA，无论种属来源如何，其腺嘌呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同［A］ =［T］，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相同［G］ =［C］，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同［A］＋［G］=［C］＋［T］。 4. 不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在A＋T/G＋C比值的不同。这些结果后来为DNA的双螺旋结构模型提供了一个有力的佐证。;2、?DNA的二级结构——双螺旋结构;(3) 双螺旋的直径是2nm，沿中心轴，每一个螺旋周期有10个核苷酸对，螺距是3.4nm，碱基对之间的距离为0.34nm。 (4) 两链间的碱基以氢键互相配对。A与