生物化学第5章核酸.pptxVIP

生物化学第5章核酸第1页/共97页第2页/共97页1.核酸的发现和研究工作进展1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年 Nirenberg发现遗传密码1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法1985年 Mullis发明PCR 技术1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架第3页/共97页2.核酸的分类及分布、功能脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)90%以上分布于细胞核，其余分布于核外，如：线粒体，叶绿体，质粒等。携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)分布于胞核、胞液。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。第4页/共97页5.2 核酸的分子组成5.2.1 元素组成 主要元素组成：C、H、O、N、P(9~11%) 与蛋白质比较，核酸一般不含S，而P的含量较为稳定，占9~11%。 第5页/共97页5.2.2 核酸的组成第6页/共97页第7页/共97页1.核酸基本构成单位：核苷酸(nucleotide)核苷酸由戊糖、磷酸和含氮碱三部分构成第8页/共97页⑴戊糖β-D-2-脱氧核糖(deoxyribose)β-D-核糖(ribose) 第9页/共97页⑵碱基第10页/共97页胺式亚胺式互变异构第11页/共97页酮式烯醇式互变异构第12页/共97页碱基的结构特征嘌呤碱和嘧啶碱分子中都含有共轭双键体系，在紫外区有吸收（260 nm左右）。第13页/共97页⑶核苷(nucleoside) 碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（或脱氧核苷）。第14页/共97页糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键。核糖核苷：AR, GR, UR, CR脱氧核糖核苷：dAR, dGR, dTR, dCR第15页/共97页⑷核苷酸(ribonucleotide) 核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。核苷酸：AMP、GMP、UMP、CMP脱氧核苷酸：dAMP、dGMP、dTMP、dCMP第16页/共97页常见核苷酸的结构与命名第17页/共97页2.核苷酸的其他形式 ⑴稀有核苷酸：稀有碱基/核苷/核苷酸 ⑵游离核苷酸及其衍生物： ①多磷酸核苷：NDP、NTP。 ②环化核苷酸：cAMP、cGMP等。 ③辅酶或辅基：NAD、NADP、FAD、CoA等，均含有AMP。 ④活性代谢物：尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)、胞嘧啶核苷二磷酸胆碱（CDP-胆碱），等。第18页/共97页⑴稀有核苷酸（修饰成分） 核酸中也存在一些不常见的稀有碱基（修饰碱基）。稀有碱基的种类很多，但含量很少，大部分是上述碱基的甲基化产物。5’-7-甲基鸟嘌呤核糖核酸第19页/共97页第20页/共97页第21页/共97页⑵核苷酸的衍生物①ATP第22页/共97页●ATP分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时, 可以释放出大量自由能。●ATP是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP 水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。●ATP也是一种很好的磷酰化剂。磷酰化反应的底物可以是普通的有机分子，也可以是酶。磷酰化的底物分子具有较高的能量（活化分子），是许多生物化学反应的激活步骤。ATP的性质第23页/共97页②cAMP和cGMP★cAMP(3’,5’-环化腺苷酸)和cGMP(3’,5’-环化鸟苷酸)的主要功能是作为细胞的第二信使。★cAMP和cGMP的环状磷酯键是一个高能键。在pH7.4，cAMP和cGMP的水解能约为43.9KJ/mol，比ATP水解能高得多。第24页/共97页③辅酶类核苷酸第25页/共97页④多聚核苷酸第26页/共97页5.3 核酸的结构5.3.1 一级结构（primary structure） 一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。1.核苷酸的连接方式：3?，5?磷酸二酯键2.核酸的基本结构形式：多核苷酸链 信息量：4n 末端：5?端、3?端 多核苷酸链的方向：5?端→3?端(由左至右)第27页/共97页RNA一级结构DNA一级结构第28页/共97页3.表示方法：结构式、线条式、文字缩写5′ACTGCATAGCTCGA 3′第29页/共97页DNA双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析——Chargaff 规则：[A]=[T]；[G]?[C] 碱基的理