生物化学课件 第三章 核酸的结构与功能-终稿.ppt

1、了解核酸的分类，掌握两类核酸的化学组成特点及核苷酸的结构。 2、掌握DNA的一级结构连键方式；DNA双螺旋结构模型要点；DNA双螺旋结构模型提出对生命科学的重要意义。了解DNA双螺旋的一些特殊构型。 3、了解RNA的种类，重点掌握与蛋白质合成有关的三种RNA结构特点、了解其生物学功能。 4、掌握核酸的重要理化性质及相关概念与应用。 一.核酸的概念和重要性 核酸的概念 核酸是酸性的大分子物质，在活细胞中与碱性蛋白结合，以核蛋白形式存在。 核酸分为脱氧核糖核酸 ( DNA )以及核糖核酸 (RNA)两类，DNA所含核苷酸分子数比RNA大得多。 DNA为线性双螺旋分子或闭合环状分子。 RNA分为三个类型，即核蛋白体 RNA(rRNA，占总RNA80%)、信使RNA(mRNA，占总RNA5%)和转移RNA(tRNA，占总RNA15%)。 脱氧核糖核酸和核糖核酸异同的对比 DNA是遗传的物质基础，负责遗传信息的贮存和发布，遗传基因就是DNA链上的若干核苷酸所组成的片段。 RNA负责遗传信息的表达，直接参与蛋白质生物合成，转录DNA所发布的遗传信息，并将之翻译给蛋白质，使生命机体的生长、发育、繁殖和遗传得以继续进行。 核酸类物质RNA的重要功能 二.核酸的化学组成及其基本结构单位核苷酸 元素组成：C、H、O、N、P P元素的含量较多并且恒定，约占9～11%。可利用这一特点通过定磷法测定核酸含量。 碱基(嘌呤或嘧啶)，戊糖(核糖或脱氧核糖) 和磷酸是核酸（DNA、RNA ）的基本构件分子。核苷酸是核酸的基本组成单位。 (二)戊糖 （四）核苷酸（nucleotide）核苷酸 核苷+磷酸  戊糖+碱基+磷酸 （五）核苷酸衍生物 3. 肌苷酸及鸟苷酸(特鲜味精) 核酸的一级结构是核酸中各核苷酸通过3′，5′磷酸二酯键连接而成的无分支的多核苷酸链。即核苷酸排列顺序。 DNA的双螺旋结构特征 （1）DNA分子由两条反向平行的多聚脱氧核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′。 DNA的二级结构类型 DNA的三级结构是指DNA双螺旋结构通过进一步扭曲和折叠所形成的更加复杂的构象,超螺旋是三级结构的主要形式。 环状DNA主要有以下三种构象： 回文结构与镜像结构 回文结构中的单链可形成发夹结构 双链回文结构可形成十字架结构 一、信使RNA的结构与功能 原核细胞mRNA的结构特点 真核细胞mRNA的结构特点 第五节、核酸的理化性质极其应用 由于核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基具有共轭双键，所以核酸在紫外区具有强烈的吸收性能，最大吸收值在260nm处。这可作为核酸及其组份定性和定量测定的依据。 目前核酸的分子量用电子显微镜照相，放射自显影凝胶电泳等技术来测定。 部分核酸分子量和核苷酸数： 由于DNA分子的极度不对称性，因此DNA溶液的粘度极高，比RNA溶液大得多。当核酸溶液因受热或在其他因素作用下发生解旋时，粘度会降低。 溶液中的核酸在引力场中可以下沉，在超速离心机造成的极大的引力场下，核酸分子下沉的速率大大加快。应用超速离心技术，可以测定核酸的沉降常数、分子量和构象。测定DNA分子量时，由于它的粘度大，应采用其稀溶液。 第九节、核酸的分离提取和纯化 核蛋白的提取：真核细胞中DNA常和组蛋白结合以核蛋白形式存在，把真核细胞捣碎后加入0.9%NaCl和0.01M柠檬酸钠溶液，使DNA蛋白质沉淀，而柠檬酸钠是起抑制DNA的降解作用。 核酸与蛋白质的分离：利用核蛋白溶于1mol /L NaCl的性质，将其从细胞匀浆中分离出来，用饱和苯酚等溶剂与上述核蛋白共振，冰冻离心。 DNA溶于上层水相中，变性蛋白留在酚层内。在水相加入2.5倍体积无水乙醇，将其沉淀出来，再以核酸酶水解以除去RNA。最后借助密度梯度平衡超速离心法或层析柱法，分离DNA。 DNA的精制：制得的DNA中还含少量蛋白质等杂质，将它溶解在蒸馏水中，加入阴离子去污剂硫酸十二酯钠进一步作用于DNA和蛋白，使蛋白质与核酸分离而沉淀，通过高速离心去掉蛋白质，在上层DNA溶液加入95%乙醇沉淀DNA，经过乙醇重复洗几次，可得DNA精制品。 核蛋白的提取：将细胞破碎制成匀浆，再用0.14mol /L NaCl溶液将细胞质的核糖核蛋白体抽提出来，留下含DNA的细胞核组织，核糖核蛋白可在pH4.5溶液中沉淀析出。 核酸和蛋白质的分离：含水的酚能沉淀蛋白质，核酸和多糖则溶于水层。水层中的RNA和多糖可被乙醇沉淀，将沉淀再溶于磷酸盐缓