总生命的化学基础.pptx

1、核酸研究历史qq1868186818681868年，瑞士外科医生年，瑞士外科医生年，瑞士外科医生年，瑞士外科医生Fridrich MiescherFridrich MiescherFridrich MiescherFridrich Miescher从从从从脓细胞核中分离到核酸样物质，核质脓细胞核中分离到核酸样物质，核质脓细胞核中分离到核酸样物质，核质脓细胞核中分离到核酸样物质，核质/核酸。核酸。核酸。核酸。qq1944194419441944年，年，年，年，Oswald AveryOswald AveryOswald AveryOswald Avery通过肺炎双球菌转化实通过肺炎双球菌转化实通过肺炎双球菌转化实通过肺炎双球菌转化实验证实了验证实了验证实了验证实了DNADNADNADNA是遗传的物质基础。是遗传的物质基础。是遗传的物质基础。是遗传的物质基础。qq极少数的病毒以极少数的病毒以极少数的病毒以极少数的病毒以RNARNARNARNA为遗传物质，如烟草花叶为遗传物质，如烟草花叶为遗传物质，如烟草花叶为遗传物质，如烟草花叶病毒、天花病毒、流感病毒等。病毒、天花病毒、流感病毒等。病毒、天花病毒、流感病毒等。病毒、天花病毒、流感病毒等。四、核酸四、核酸第1页/共48页2、核酸的分类核酸分为核酸分为:脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)DNA)核糖核酸核糖核酸(RNA)RNA)l lDNADNA主要存在于细胞核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者l lRNARNA在细胞核内产生，然后进入细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用四、核酸四、核酸第2页/共48页3、核酸的组成 核酸是一种线形多聚核苷酸，在核酸酶作用下水解为核核酸是一种线形多聚核苷酸，在核酸酶作用下水解为核苷酸，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。苷酸，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。磷酸磷酸磷酸磷酸 核酸核酸核酸核酸 核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸 戊糖戊糖戊糖戊糖（D-D-核糖、核糖、核糖、核糖、D-2-D-2-脱氧核糖）脱氧核糖）脱氧核糖）脱氧核糖）核苷核苷核苷核苷 碱基（嘌呤、嘧啶）碱基（嘌呤、嘧啶）碱基（嘌呤、嘧啶）碱基（嘌呤、嘧啶）四、核酸四、核酸第3页/共48页戊糖戊糖核糖核糖2-脱氧核糖脱氧核糖四、核酸四、核酸第4页/共48页嘧嘧嘧嘧 啶啶啶啶 (pyrimidine)(pyrimidine)四、核酸四、核酸第5页/共48页胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶 （2-2-氧氧氧氧-4-4-氨基嘧啶氨基嘧啶氨基嘧啶氨基嘧啶 ）Cytosine(C)Cytosine(C)四、核酸四、核酸第6页/共48页胞嘧啶胞嘧啶（2-氧氧-4-氨基嘧啶氨基嘧啶）Cytosine(C)酮式酮式烯醇式烯醇式第7页/共48页尿嘧啶（尿嘧啶（尿嘧啶（尿嘧啶（2 2，4-4-二氧嘧啶）二氧嘧啶）二氧嘧啶）二氧嘧啶）Uracil(U)Uracil(U)胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（5-5-甲基尿嘧啶）甲基尿嘧啶）甲基尿嘧啶）甲基尿嘧啶）Thymine(T)Thymine(T)四、核酸四、核酸第8页/共48页嘌嘌 呤呤(purine)嘧啶环和咪唑环稠合而成嘧啶环和咪唑环稠合而成四、核酸四、核酸第9页/共48页腺嘌呤（腺嘌呤（腺嘌呤（腺嘌呤（6-6-氨基嘌呤）氨基嘌呤）氨基嘌呤）氨基嘌呤）Adenine(A)Adenine(A)鸟嘌呤（鸟嘌呤（鸟嘌呤（鸟嘌呤（2-2-氨基氨基氨基氨基-6-6-氧嘌呤）氧嘌呤）氧嘌呤）氧嘌呤）Guanine(G)Guanine(G)四、核酸四、核酸第10页/共48页 两类核酸分子的组成比较两类核酸分子的组成比较 C C、H H、O O、N N、P P组成组成嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNADNAA A，GGC C，T T脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸磷酸磷酸RNARNAA A，GGC C，U U核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸四、核酸四、核酸腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤A A鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤G G胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶C C尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶UU胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶T T碱基碱基第11页/共48页核苷=核糖+碱基碱基和核糖通过糖苷键连成核苷。碱基和核糖通过糖苷键连成核苷。连接方式是嘌呤环上的连接方式是嘌呤环上的N-9N-9或嘧啶环或嘧啶环上的上的N-1N-1与糖的与糖的C-1C-1以糖苷键相连。以糖苷键相连。腺嘌呤核苷（腺苷）腺嘌呤核苷（腺苷）A A四、核酸四、核酸第12页/共48页胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）胞嘧啶脱氧核苷（脱氧胞苷）C C四、核酸四、核酸第13页/共48页核苷酸=核苷+磷酸AMP：腺嘌呤核苷一磷酸：腺嘌呤核苷一磷酸ADP：腺嘌呤核苷二磷酸：腺嘌呤核苷二磷酸ATP：腺嘌呤核苷三磷酸：腺嘌呤核苷三磷酸腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷四、核酸四、核酸第14页/共48页4、核酸的结构q 一级结构q DNA的双螺旋二级结构与功能q DNA的超螺旋结构四、核酸四、核酸第15页/共48页A、一级结构 一级结构指其核苷一级结构指其核苷一级结构指其核苷一级结构指其核苷酸的排列顺序。由酸的排列顺序。由酸的排列顺序。由酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异于核苷酸间的差异于核苷酸间的差异于核苷酸间的差异主要是碱基不同，主要是碱基不同，主要是碱基不同，主要是碱基不同，也称碱基序列。也称碱基序列。也称碱基序列。也称碱基序列。四、核酸四、核酸一级结构是由一定数量的脱氧核苷酸或核苷酸通过一级结构是由一定数量的脱氧核苷酸或核苷酸通过一级结构是由一定数量的脱氧核苷酸或核苷酸通过一级结构是由一定数量的脱氧核苷酸或核苷酸通过3 3 3 3,5,5,5,5-磷酸二酯键连接起来、无分支的长链磷酸二酯键连接起来、无分支的长链磷酸二酯键连接起来、无分支的长链磷酸二酯键连接起来、无分支的长链第16页/共48页DNADNA的书写顺序是的书写顺序是5 53 3线条式缩写线条式缩写文字式缩写文字式缩写3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键四、核酸四、核酸第17页/共48页5末端的磷酸基团末端的磷酸基团3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键3末端羟基末端羟基3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键第18页/共48页n n在一级结构基础上，进一步盘绕折叠，形成高级在一级结构基础上，进一步盘绕折叠，形成高级在一级结构基础上，进一步盘绕折叠，形成高级在一级结构基础上，进一步盘绕折叠，形成高级结构。结构。结构。结构。n nDNADNA和和和和RNARNA在高级结构方面差别很大。在高级结构方面差别很大。在高级结构方面差别很大。在高级结构方面差别很大。四、核酸四、核酸第19页/共48页B、DNA的双螺旋二级结构与功能qqDNADNADNADNA的二级结构的研究史的二级结构的研究史的二级结构的研究史的二级结构的研究史qqDNADNADNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点qqDNADNADNADNA结构的多样性结构的多样性结构的多样性结构的多样性qq物种的多样性物种的多样性物种的多样性物种的多样性四、核酸四、核酸第20页/共48页DNADNA的二级结构的研究史的二级结构的研究史n n20202020世纪世纪世纪世纪20202020年代，年代，年代，年代，LeveneLeveneLeveneLevene研究了核酸的化学结构并提出了四核苷研究了核酸的化学结构并提出了四核苷研究了核酸的化学结构并提出了四核苷研究了核酸的化学结构并提出了四核苷酸假说。他认为酸假说。他认为酸假说。他认为酸假说。他认为DNADNADNADNA分子是由腺嘌呤分子是由腺嘌呤分子是由腺嘌呤分子是由腺嘌呤A A A A、鸟嘌呤、鸟嘌呤、鸟嘌呤、鸟嘌呤G G G G、胞嘧啶、胞嘧啶、胞嘧啶、胞嘧啶C C C C、胸、胸、胸、胸腺嘧啶腺嘧啶腺嘧啶腺嘧啶T4T4T4T4种核苷酸等摩尔、不断重复延伸而成。种核苷酸等摩尔、不断重复延伸而成。种核苷酸等摩尔、不断重复延伸而成。种核苷酸等摩尔、不断重复延伸而成。n n20202020世纪世纪世纪世纪50505050年代初，年代初，年代初，年代初，ChargaffChargaffChargaffChargaff采用层析和紫外吸收分析等技术研采用层析和紫外吸收分析等技术研采用层析和紫外吸收分析等技术研采用层析和紫外吸收分析等技术研究了究了究了究了DNADNADNADNA分子的碱基组成，发现不同物种的分子的碱基组成，发现不同物种的分子的碱基组成，发现不同物种的分子的碱基组成，发现不同物种的DNADNADNADNA碱基组成不一样，碱基组成不一样，碱基组成不一样，碱基组成不一样，并总有并总有并总有并总有A=TA=TA=TA=T，C=GC=GC=GC=G当量定律，并提示了当量定律，并提示了当量定律，并提示了当量定律，并提示了A-TA-TA-TA-T，G-CG-CG-CG-C的的的的互补概念。互补概念。互补概念。互补概念。n nChargaffChargaffChargaffChargaff用有说服力的数据彻底否定了四核苷酸假说。用有说服力的数据彻底否定了四核苷酸假说。用有说服力的数据彻底否定了四核苷酸假说。用有说服力的数据彻底否定了四核苷酸假说。四、核酸四、核酸第21页/共48页 ChargaffChargaff的当量定律的当量定律;WatsonWatson和和CrickCrick于于19531953年根据年根据DNADNA晶体的晶体的X-X-射线衍射射线衍射图谱图谱提出了提出了DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构;四、核酸四、核酸 这一模型的提出在分子生物这一模型的提出在分子生物这一模型的提出在分子生物这一模型的提出在分子生物学的发展上具有划时代的意义，学的发展上具有划时代的意义，学的发展上具有划时代的意义，学的发展上具有划时代的意义，为分子生物学和分子遗传学的发为分子生物学和分子遗传学的发为分子生物学和分子遗传学的发为分子生物学和分子遗传学的发展奠定了基础。展奠定了基础。展奠定了基础。展奠定了基础。1962196219621962年，年，年，年，WatsonWatsonWatsonWatson（美）（美）（美）（美）和和和和 CrickCrickCrickCrick（英）与（英）与（英）与（英）与WilkinsWilkinsWilkinsWilkins共共共共享诺贝尔生理医学奖。享诺贝尔生理医学奖。享诺贝尔生理医学奖。享诺贝尔生理医学奖。第22页/共48页DNADNA的碱基组成规律的碱基组成规律Chargaff法则qqDNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等，即A=T;qq鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即G=C;qq嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等，即A+G=C+T;qqDNA的碱基组成具有物种的特异性，即不同物种的DNA具有自己独特的碱基组成;第23页/共48页WatsonWatson（美）和（美）和 CrickCrick（英）（英）最幸运的科学家最幸运的科学家第24页/共48页 B-DNAB-DNAB-DNAB-DNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点 DNADNADNADNA是一是一是一是一反向平行反向平行反向平行反向平行的的的的互补双互补双互补双互补双链链链链结构。结构。结构。结构。两条多核苷酸链反向平行两条多核苷酸链反向平行两条多核苷酸链反向平行两条多核苷酸链反向平行 一条链的走向为一条链的走向为一条链的走向为一条链的走向为5 5 5 53 3 3 3，另一条为另一条为另一条为另一条为3 3 3 35 5 5 5 糖糖糖糖-磷酸骨架居外侧磷酸骨架居外侧磷酸骨架居外侧磷酸骨架居外侧 碱基位于内侧碱基位于内侧碱基位于内侧碱基位于内侧 两条链之间的碱基以氢键相两条链之间的碱基以氢键相两条链之间的碱基以氢键相两条链之间的碱基以氢键相结合结合结合结合 碱基互补配对，碱基互补配对，碱基互补配对，碱基互补配对，A=T,GCA=T,GCA=T,GCA=T,GC四、核酸四、核酸第25页/共48页 B-DNAB-DNAB-DNAB-DNA双螺旋为右手螺旋双螺旋为右手螺旋双螺旋为右手螺旋双螺旋为右手螺旋n n螺旋直径为螺旋直径为2nm2nmn n两个相邻的碱基对之间相距两个相邻的碱基对之间相距0.34nm0.34nm，两个核苷酸之间的夹，两个核苷酸之间的夹角为角为360360 n n沿中心轴每旋转一周即沿中心轴每旋转一周即1010个核个核苷酸的高度苷酸的高度螺距为螺距为3.4nm3.4nmn n沿螺旋轴方向观察，两条主链沿螺旋轴方向观察，两条主链和碱基并不充满双螺旋的空间，和碱基并不充满双螺旋的空间，双螺旋表面出现两条凹槽，一双螺旋表面出现两条凹槽，一条宽而深称大沟，一条狭而浅条宽而深称大沟，一条狭而浅称小沟称小沟四、核酸四、核酸第26页/共48页T=A四、核酸四、核酸第27页/共48页GC四、核酸四、核酸第28页/共48页n n能够有效地解释能够有效地解释遗传信息的储存、传送和自遗传信息的储存、传送和自我复制我复制n n提出了遗传信息的流动过程提出了遗传信息的流动过程 复制复制DNA 转录转录RNA 翻译蛋白质翻译蛋白质DNADNA双螺旋模型的意义双螺旋模型的意义第29页/共48页qq DNA DNA结构的多样性结构的多样性n nDNADNA的右手螺旋并不是自然界的右手螺旋并不是自然界的右手螺旋并不是自然界的右手螺旋并不是自然界DNADNA唯一存在的方式。唯一存在的方式。唯一存在的方式。唯一存在的方式。n n右手螺旋结构是在生理盐水溶液中提取的右手螺旋结构是在生理盐水溶液中提取的右手螺旋结构是在生理盐水溶液中提取的右手螺旋结构是在生理盐水溶液中提取的DNADNA的结构，目的结构，目的结构，目的结构，目前将这种结构称为前将这种结构称为前将这种结构称为前将这种结构称为B-DNAB-DNA。n n19791979年，年，年，年，Alexander RichAlexander Rich发现了发现了发现了发现了左手左手左手左手螺旋，称为螺旋，称为螺旋，称为螺旋，称为Z-DNAZ-DNA。n n另外也有另外也有另外也有另外也有A-DNAA-DNA的存在。的存在。的存在。的存在。四、核酸四、核酸第30页/共48页vB-DNA 92%相对湿度（活细胞）。vA-DNA 75%相对湿度，其碱基平面倾斜20度，每转一圈碱基数目发生变化。vZ-DNA 左旋，没有大沟，只有小沟，骨架像Z形。qDNADNA双螺旋的构像类型双螺旋的构像类型四、核酸四、核酸第31页/共48页四、核酸四、核酸第32页/共48页qq 物种的多样性物种的多样性n n核苷酸的数目核苷酸的数目核苷酸的数目核苷酸的数目n n碱基的排列顺序碱基的排列顺序碱基的排列顺序碱基的排列顺序n n不同生物的不同生物的不同生物的不同生物的DNADNA具有自己独特的碱基顺序具有自己独特的碱基顺序具有自己独特的碱基顺序具有自己独特的碱基顺序n n同种生物不同的器官、组织具有相同的碱基序列同种生物不同的器官、组织具有相同的碱基序列同种生物不同的器官、组织具有相同的碱基序列同种生物不同的器官、组织具有相同的碱基序列n nDNADNA的碱基序列不受环境、营养和年龄的影响的碱基序列不受环境、营养和年龄的影响的碱基序列不受环境、营养和年龄的影响的碱基序列不受环境、营养和年龄的影响DNA种类各不相同四、核酸四、核酸第33页/共48页四、核酸四、核酸第34页/共48页DNA的三级结构的三级结构n n双螺旋DNA分子结构具有韧性，在细胞内它还可以扭曲形成高级结构。DNA的三级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。n nDNA的三级结构包括线状双链中可能有的纽结和超螺旋、多重螺旋及环状DNA中诸如纽结、超螺旋和连环之类等各种高级结构形式。第35页/共48页C、DNA的超螺旋结构原核生物：大部分原核生物的原核生物：大部分原核生物的原核生物：大部分原核生物的原核生物：大部分原核生物的DNADNA是共价封闭的是共价封闭的是共价封闭的是共价封闭的环状双螺旋环状双螺旋环状双螺旋环状双螺旋，这种双螺旋还可以再次螺旋化形成，这种双螺旋还可以再次螺旋化形成，这种双螺旋还可以再次螺旋化形成，这种双螺旋还可以再次螺旋化形成超螺旋超螺旋超螺旋超螺旋。四、核酸四、核酸第36页/共48页n n真核生物：真核生物：真核生物：真核生物：DNADNA和蛋白质组装成染色体，染色体的基和蛋白质组装成染色体，染色体的基和蛋白质组装成染色体，染色体的基和蛋白质组装成染色体，染色体的基本单位是本单位是本单位是本单位是核小体核小体核小体核小体。n n核小体是指所有真核生物的核中，与核小体是指所有真核生物的核中，与核小体是指所有真核生物的核中，与核小体是指所有真核生物的核中，与DNADNADNADNA结合存在的碱性蛋白质结合存在的碱性蛋白质结合存在的碱性蛋白质结合存在的碱性蛋白质的总称。分子量约的总称。分子量约的总称。分子量约的总称。分子量约10 00010 00010 00010 00020 00020 00020 00020 000。n n核小体由核小体由核小体由核小体由DNADNA和组蛋白构成。和组蛋白构成。和组蛋白构成。和组蛋白构成。n n组蛋白有组蛋白有组蛋白有组蛋白有HH1 1，HH2A2A，HH2B2B，HH3 3和和和和HH4 4。n nHH2A2A，HH2B2B，HH3 3和和和和HH4 4各两分子构成核小体的核心，称为组蛋白八各两分子构成核小体的核心，称为组蛋白八各两分子构成核小体的核心，称为组蛋白八各两分子构成核小体的核心，称为组蛋白八聚体。聚体。聚体。聚体。n nDNADNA双螺旋分子缠绕在八聚体上构成核小体的核心颗粒。双螺旋分子缠绕在八聚体上构成核小体的核心颗粒。双螺旋分子缠绕在八聚体上构成核小体的核心颗粒。双螺旋分子缠绕在八聚体上构成核小体的核心颗粒。n n核小体的核心颗粒之间再由核小体的核心颗粒之间再由核小体的核心颗粒之间再由核小体的核心颗粒之间再由DNADNA和组蛋白和组蛋白和组蛋白和组蛋白HH1 1构成的连接区连接构成的连接区连接构成的连接区连接构成的连接区连接起来形成串珠状结构。起来形成串珠状结构。起来形成串珠状结构。起来形成串珠状结构。n n核小体进一步旋转折叠形成棒状染色体，将近核小体进一步旋转折叠形成棒状染色体，将近核小体进一步旋转折叠形成棒状染色体，将近核小体进一步旋转折叠形成棒状染色体，将近1m1m长的长的长的长的DNADNA分子分子分子分子容纳于直径只有数微米的细胞核中。容纳于直径只有数微米的细胞核中。容纳于直径只有数微米的细胞核中。容纳于直径只有数微米的细胞核中。四、核酸四、核酸第37页/共48页四、核酸四、核酸第38页/共48页n nDNA的生物学功能四、核酸四、核酸 原核细胞的染色体是一个长原核细胞的染色体是一个长DNADNA分子。真核细分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNADNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNADNA分子分子大而且和蛋白质结合在一起。大而且和蛋白质结合在一起。n n贮存决定物种的所有蛋白质和贮存决定物种的所有蛋白质和RNARNA结构的全部遗传信息结构的全部遗传信息 n n策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间n n确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性 第39页/共48页D、RNA的结构信使信使RNA(messenger RNA,mRNA)5核糖体核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)80转运转运RNA(transfer RNA,tRNA)15四、核酸四、核酸n n单链单链单链单链 n n局部碱基能配对形成局部碱基能配对形成局部碱基能配对形成局部碱基能配对形成双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋，不能配对的区域形成不能配对的区域形成不能配对的区域形成不能配对的区域形成突起突起突起突起(环环环环)第40页/共48页mRNAn n携带携带携带携带DNADNA信息，作为指导合成蛋白质的信息，作为指导合成蛋白质的信息，作为指导合成蛋白质的信息，作为指导合成蛋白质的模板，线状单链结构模板，线状单链结构模板，线状单链结构模板，线状单链结构。n n5 5 5 5 端有端有端有端有甲基化结构甲基化结构甲基化结构甲基化结构，抗水解，抗水解，抗水解，抗水解n n5 5 5 5 非转译区、编码区、非转译区、编码区、3 3 3 3 非转译区非转译区n n3 3 3 3 多聚腺苷酸多聚腺苷酸多聚腺苷酸多聚腺苷酸polyApolyApolyApolyA尾结构尾结构尾结构尾结构n n半衰期短半衰期短半衰期短半衰期短(几分钟到几小时几分钟到几小时几分钟到几小时几分钟到几小时)四、核酸四、核酸第41页/共48页n n原核细胞和真核细胞mRNA比较mRNAmRNA原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞加工修饰加工修饰加工修饰加工修饰不必不必不必不必前体前体前体前体mRNAmRNA，需带，需带，需带，需带“帽帽帽帽”，加，加，加，加“尾尾尾尾”时空时空时空时空合成和表达在同一合成和表达在同一合成和表达在同一合成和表达在同一时空时空时空时空合成、加工在核中，表达在细胞质中合成、加工在核中，表达在细胞质中合成、加工在核中，表达在细胞质中合成、加工在核中，表达在细胞质中顺反子顺反子顺反子顺反子多顺反子多顺反子多顺反子多顺反子单顺反子单顺反子单顺反子单顺反子半衰期半衰期半衰期半衰期3min3min平均平均平均平均3h3h四、核酸四、核酸第42页/共48页n n多顺反子见于原核生物（但原核生物也有单顺反子作用单位），多顺反子见于原核生物（但原核生物也有单顺反子作用单位），多顺反子见于原核生物（但原核生物也有单顺反子作用单位），多顺反子见于原核生物（但原核生物也有单顺反子作用单位），意指一个意指一个意指一个意指一个mRNAmRNAmRNAmRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNADNADNADNA片断片断片断片断则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。n n而单顺反子则见于真核生物，一个转录完毕的而单顺反子则见于真核生物，一个转录完毕的而单顺反子则见于真核生物，一个转录完毕的而单顺反子则见于真核生物，一个转录完毕的mRNAmRNAmRNAmRNA内含有外显内含有外显内含有外显内含有外显子和内含子对应的转录产物，经剪接后，该子和内含子对应的转录产物，经剪接后，该子和内含子对应的转录产物，经剪接后，该子和内含子对应的转录产物，经剪接后，该mRNAmRNAmRNAmRNA只编码一条多只编码一条多只编码一条多只编码一条多肽链。肽链。肽链。肽链。四、核酸四、核酸顺反子顺反子顺反子顺反子，也做作用子，是基因的一个，也做作用子，是基因的一个，也做作用子，是基因的一个，也做作用子，是基因的一个旧名称，它于旧名称，它于旧名称，它于旧名称，它于1955195519551955年由美国分子生物年由美国分子生物年由美国分子生物年由美国分子生物学家本兹尔提出的，一个完整的顺反学家本兹尔提出的，一个完整的顺反学家本兹尔提出的，一个完整的顺反学家本兹尔提出的，一个完整的顺反子是传递遗传信息的前提，即多肽链子是传递遗传信息的前提，即多肽链子是传递遗传信息的前提，即多肽链子是传递遗传信息的前提，即多肽链的氨基酸顺序的正确编排。的氨基酸顺序的正确编排。的氨基酸顺序的正确编排。的氨基酸顺序的正确编排。第43页/共48页 tRNAn ntRNAtRNA的主要生物学功能是转运活化了的氨基酸，在转的主要生物学功能是转运活化了的氨基酸，在转译时，携带译时，携带特定的氨基酸特定的氨基酸到正在加上氨基酸的多肽链到正在加上氨基酸的多肽链的的ribosomal siteribosomal site上，参与蛋白质的生物合成。上，参与蛋白质的生物合成。n n结构：四个螺旋区、三个环和一个附加叉。结构：四个螺旋区、三个环和一个附加叉。四、核酸四、核酸n n tRNA tRNA（转运（转运RNARNA）约含）约含7070100100个核苷酸残基，是分子个核苷酸残基，是分子量最小的量最小的RNARNA，占，占RNARNA总量的总量的15%15%，现已发现有，现已发现有100100多种。多种。第44页/共48页n n四环四臂四环四臂四环四臂四环四臂n n倒三叶草形倒三叶草形倒三叶草形倒三叶草形n naaaa臂臂臂臂（amino acid stemamino acid stem）与与与与反密码臂是识别反密码臂是识别反密码臂是识别反密码臂是识别aaaa与密码的与密码的与密码的与密码的重要结构重要结构重要结构重要结构n n5 5 5 5，6 6 6 6二氢尿嘧啶，称为二氢二氢尿嘧啶，称为二氢二氢尿嘧啶，称为二氢二氢尿嘧啶，称为二氢尿嘧啶环（尿嘧啶环（尿嘧啶环（尿嘧啶环（DHUDHUDHUDHU环环环环）n n反密码环是反密码子可识别反密码环是反密码子可识别反密码环是反密码子可识别反密码环是反密码子可识别mRNAmRNAmRNAmRNA分子上的密码子，在蛋分子上的密码子，在蛋分子上的密码子，在蛋分子上的密码子，在蛋白质生物合成中起重要的翻白质生物合成中起重要的翻白质生物合成中起重要的翻白质生物合成中起重要的翻译作用。译作用。译作用。译作用。n nTCTCTCTC环环环环(含有胸嘧啶（含有胸嘧啶（含有胸嘧啶（含有胸嘧啶（T T T T）、）、）、）、假尿嘧啶（假尿嘧啶（假尿嘧啶（假尿嘧啶（）、胞嘧啶）、胞嘧啶）、胞嘧啶）、胞嘧啶（C C C C）)的作用目前研究认为的作用目前研究认为的作用目前研究认为的作用目前研究认为可能与结合核糖体有关可能与结合核糖体有关可能与结合核糖体有关可能与结合核糖体有关 DHU环TC环反密码环额外环识别mRNA分子上的密码子 结合核糖体aa接受臂四、核酸四、核酸第45页/共48页rRNAn nrRNArRNArRNArRNA，是最多的一类，是最多的一类，是最多的一类，是最多的一类RNARNARNARNA，也是三类，也是三类，也是三类，也是三类RNARNARNARNA中相对分子质量中相对分子质量中相对分子质量中相对分子质量最大的一类最大的一类最大的一类最大的一类RNARNARNARNA，与蛋白质结合而形成，与蛋白质结合而形成，与蛋白质结合而形成，与蛋白质结合而形成核糖体核糖体核糖体核糖体，功能是作，功能是作，功能是作，功能是作为为为为mRNAmRNAmRNAmRNA的支架，使的支架，使的支架，使的支架，使mRNAmRNAmRNAmRNA分子在其上展开，实现蛋白质的分子在其上展开，实现蛋白质的分子在其上展开，实现蛋白质的分子在其上展开，实现蛋白质的合成。合成。合成。合成。rRNArRNArRNArRNA占占占占RNARNARNARNA总量的总量的总量的总量的85858585左右。左右。左右。左右。n nrRNArRNArRNArRNA单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的核糖体，作为蛋白质生物合成的核糖体，作为蛋白质生物合成的核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机装配机装配机装配机”。四、核酸四、核酸第46页/共48页原核生物的核糖体原核生物的核糖体 5 5S S、1616S S、2323S SrRNArRNA真核生物的核糖体真核生物的核糖体 5 5S S、5.85.8S S、1818S S、2828S Sr rRNARNA rRNA的分子量较大，结构相当复杂，目前虽已测出不少rRNA分子的一级结构，但对其二级、三级结构及其功能的研究还需进一步的深入。S S为大分子物质在超速离心沉降中的一个物理学单位，可间接反应分子量的大小。为大分子物质在超速离心沉降中的一个物理学单位，可间接反应分子量的大小。第47页/共48页rRNA mRNA tRNArRNA mRNA tRNA 反密码子反密码子氨基酸氨基酸新生肽链新生肽链核糖体核糖体(rRNA+蛋白质）蛋白质）mRNAtRNA第48页/共48页