第02章核酸的结构与功能.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目录,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,目录,目录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,核 酸,(nucleic acid),是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。,元素组成：,C,、,H,、,O,、,N,、,P,核酸的分类及分布,存在,于,细胞核,和,线粒体,分布于细胞核、,细胞质,、,线粒体,(deoxyribonucleic acid,DNA,),(ribonucleic acid,RNA,),脱氧核糖核酸,核糖核酸,携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型,(genotype),。,遗传信息的载体,是,DNA,转录的产物,传递遗传信息,RNA,也可作为遗传信息的载体,第一节,核酸的化学组成及其一级结构,The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid,碱基,(base),是含氮的杂环化合物。,碱基,嘌呤,嘧啶,腺嘌呤,A,鸟嘌呤,G,尿嘧啶,U,胸腺嘧啶,T,胞嘧啶,C,存在于,DNA,和,RNA,中,仅存在于,RNA,中,仅存在于,DNA,中,碱基,嘌呤,(purine,，,Pu),腺嘌呤,(adenine,A),鸟嘌呤,(guanine,G),嘧啶,(pyrimidine,，,Py),胞嘧啶,(cytosine,C),尿嘧啶,(uracil,U),胸腺嘧啶,(thymine,T),碱基的互变异构体,戊糖,（构成,RNA,）,1,2,3,4,5,核糖,(ribose),（构成,DNA,）,脱氧核糖,(deoxyribose),核苷,N,N,N,N,9,N,H,2,O,O,H,O,H,H,H,H,C,H,2,O,H,H,1,2,糖苷键,嘌呤,N-9,或,嘧啶,N-1,与,核糖,C-1,通过,糖苷键,相连形成核苷。,核苷或脱氧核苷与磷酸通过,酯键,结合构成核苷酸,核苷酸,(ribonucleotide,),N,N,N,N,9,N,H,2,O,O,H,O,H,H,H,H,C,H,2,H,1,2,O,P,O,-,H,O,O,糖苷键,酯键,多磷酸核苷酸,如,:,环化核苷酸：,cAMP,、,cGMP,，是细胞信号转导中的第二信使。,cAMP,核苷酸衍生物,二、,DNA,是脱氧核苷酸通过,3,5,-,磷酸二酯键连接形成的大分子,一个脱氧核苷酸,3,-OH,与另一个核苷酸,5,-Pi,缩合,形成,3,5,-,磷酸二酯键,。,多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性分子，称为多聚脱氧核苷酸，即,DNA,链。,5,-,末,端,3,-,末,端,C,G,A,磷酸二酯键,磷酸二酯键,三、,RNA,也是具有,3,5-,磷酸二酯键的线性大分子,RNA,也是多个核苷酸分子通过酯化反应形成的线性大分子，并且具有方向性；,RNA,的戊糖是核糖；,RNA,的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。,定义,核酸中,核苷酸的排列顺序,，即,碱基序列,。,5,端,3,端,C,G,A,四、核酸的,一级结构,是核苷酸的排列顺序,A,G,P,5,P,T,P,G,P,C,P,T,P,OH 3,书写方法：,5,p,A,p,C,p,T,p,G,p,C,p,T,-,OH,3,5,A C T G C T,3,核酸分子的大小常用碱基,(base,或,kilobase,),数目来表示。,小的核酸片段,(RNA dsDNA ssDNA,沉降行为,:,不同构象的核酸分子的沉降的速率有很大差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。,二、,DNA,变性,是双链解离为单链的过程,在某些理化因素作用下，,DNA,双链解开成两条单链的过程,。,定义,DNA,变性的,本质,：,碱基堆积力,和双链间,氢键,的,破坏,。,DNA,热变性：,特点,骤然、突发式,融解温度,Tm,：,A,260,变化值达到最大变化值一半时的温度，即,50,DNA,双链被解开时候的温度。,Tm,与,G+C,含量,成正比,增色效应：,DNA,变性,时其溶液,A,260,增高,的现象,G+C,含量越高，解链温度就越高。,解链曲线的变化,三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链,当变性条件缓慢地除去后，两条解离的互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋结构，这一现象称为,DNA,复性,。,减色效应：,DNA,复性时，其溶液,A,260,降低。,热变性的,DNA,经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为,退火,。,只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件可以在不同的分子间形成,杂化双链,。,这种杂化双链可以在不同的,DNA,与,DNA,之间形成，也可以在,DNA,和,RNA,分子间或者,RNA,与,RNA,分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交,。,核酸分子杂交,(hybridization),双链,DNA1,双链,DNA2,+,加热变性,DNA,变性、复性及分子杂交,缓慢降温复性,形成单链,杂化双链,双链,DNA1,双链,DNA2,+,注：也可发生在,DNA,与,RNA,或,RNA,与,RNA,之间,研究,DNA,分子中某一种基因的位置。,监定两种核酸分子间的序列相似性。,检测某些专一序列在待检样品中存在与否。,是基因芯片技术的基础,核酸分子杂交的应用,第五节 核酸酶,Nuclease,依据底物不同分类,DNA,酶,(DNase,),：,专一降解,DNA,。,RNA,酶,(RNase,),：,专一降解,RNA,。,依据切割部位不同,核酸内切酶：,分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。,核酸外切酶：,53,或,35,核酸外切酶,。,核酸酶,是,指所有可以水解核酸的酶。,