核酸的分子结构与核苷酸代谢课件.pptxVIP

核酸的分子结构与核苷酸代谢;二十世纪是;核酸(nucleicacid);一、核酸的发现和研究工作进展;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。

;第一节

核酸的化学组成及其结构

TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid;核酸（nucleicacid);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);;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

ppGpppppGppppApp

④核苷酸衍生物

HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。

GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖???是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。;环核苷酸的分子结构;5′端;二、核酸的一级结构;;多核苷酸链：;第二节

DNA的分子结构

DimensionalStructureofDNA;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DNANa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;（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;(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碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。

③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。

④碱基分子内能。碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受水溶性活性小分子的攻击。

;（四）DNA双螺旋结构