化学核酸分子结构与核苷酸代谢.pptxVIP

化学核酸分子结构与核苷酸代谢;二十世纪是;第3页/共197页;核 酸(nucleic acid) ;一、核酸的发现和研究工作进展 ;第6页/共197页;二、核酸的分类及分布 ;RNA又可根据分子大小和生物学功能不同，分为：;;三、核酸的生物学功能;1944年，Avery等发现从S型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌，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。结论是：S型菌的DNA将其遗传特性传给了R型菌，DNA是遗传物质。从此核酸是遗传物质的重要地位被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。后来发现，除少数病毒的遗传物质是RNA外，大多数生物的遗传物质是 DNA。 ;第12页/共197页;第13页/共197页;第14页/共197页;第一节 核酸的化学组成及其结构 The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid;核 酸（nucleic acid);核酸的基本构成;1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）、S（个别核酸）;嘌呤(purine) ;;第21页/共197页;腺嘌呤;此外自然界还存在一些重要的碱基和稀有碱基 如：次黄嘌呤（Hypoxanthine，H)、黄嘌呤（Xanthine，X）。 稀有碱基：有些核酸中某些碱基的氢可被其他化学基团如甲基、羟甲基、-F、-S、乙酰基等取代，形成修饰碱基，通常含量很少，故称为～。目前已发现几十种稀有碱基。 如7－甲基鸟嘌呤（m7G)、 5－甲基胞嘧啶（m5C)、 m7A、F5U、 N－m6U等。;2）戊 糖;核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR;★嘧啶碱： C1 —N1，嘌呤碱： C1 —N9。 ★核酸中的核苷与脱氧核苷均为β-型 ★碱基平面与核糖平面互相垂直;腺苷(AR) 脱氧胞苷(dCR);β1’;核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP ;核苷酸的分子结构; 5’-核苷酸又可按其在5’位缩合的磷酸基的多少，分为一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。 ;5、体内重要的游离核苷酸及其衍生物;细胞内的游离核苷酸及其衍生物 ①核苷5’-多磷酸化合物 ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG 在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。 ②环核苷酸 3’,5’-cAMP， 3’,5’-cGMP 信号分子，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。 ③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物 ppGpp pppGpp ppApp ④核苷酸衍生物 HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。 GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。;环核苷酸的分子结构;第35页/共197页;第36页/共197页;5′端;第38页/共197页;二、核酸的一级结构;;多核苷酸链：;第二节 DNA的分子结构 Dimensional Structure of DNA;一、 DNA的一级结构;二、 DNA的二级结构-双螺旋结构 ;（一）DNA双螺旋结构的研究背景;2、DNA纤维和DNA晶体的X光衍射分析。 Franklin、Wilkins 1953年由Wilkins研究小组完成的研究工作，发现了DNA晶体的X线衍射图谱中存在两种周期性反射，DNA分子是由两条链排列成螺旋状，沿纤维长轴有0.34nm和3.4nm两个重要的周期性变化。;1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNA的双螺旋结构模型。;（二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）;（二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）;碱基互补配对 ;第51页/共197页;第52页/共197页;（二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）;★ 两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕，形成右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’;★ 磷酸与脱氧核糖彼此通过3‘、5‘-磷酸二酯键相连接，构成DNA分子的骨架。;★碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行;★ 每圈螺旋10.4nt ，碱基堆积距0.34nm，双螺旋平均直径2nm， ★大沟：宽1.2nm ，深0.85nm， ★小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm;第58页/共197页;(三）稳定双螺旋结构的因素 ①碱基堆积力形成疏水环境（主要因素） 。 ②碱基配