核酸化學(xué)2學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1核酸核酸(h sun)化學(xué)化學(xué)2第一頁(yè)，共66頁(yè)。第一節(jié)第一節(jié) 核酸核酸(h sun)的概念和重要性的概念和重要性（一）核酸的概念（一）核酸的概念1、發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn) 1869年，年，Miescher（米歇爾）從細(xì)胞核中分離出（米歇爾）從細(xì)胞核中分離出“核素核素” 。Miescher是瑞士的青年科學(xué)家（外科醫(yī)生），從外科繃帶上是瑞士的青年科學(xué)家（外科醫(yī)生），從外科繃帶上的膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出一種有機(jī)物質(zhì)，含磷酸之高超過(guò)了的膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出一種有機(jī)物質(zhì)，含磷酸之高超過(guò)了當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的有機(jī)化合物，并且具有當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的有機(jī)化合物，并且具有(jyu)很強(qiáng)的酸性。根據(jù)這很強(qiáng)的酸性。根據(jù)這種物質(zhì)的來(lái)源

2、是細(xì)胞核，當(dāng)時(shí)稱為種物質(zhì)的來(lái)源是細(xì)胞核，當(dāng)時(shí)稱為“核素核素” （nuclein）。）。 1889年，年，Altman（ 米歇爾的學(xué)生）制備了這種物質(zhì)，并證米歇爾的學(xué)生）制備了這種物質(zhì)，并證明這種有機(jī)物質(zhì)是含磷的酸，所以成為核酸（明這種有機(jī)物質(zhì)是含磷的酸，所以成為核酸（nucleic acid）。2、概念、概念 定義為從生物體內(nèi)分離出來(lái)的一類含磷的酸性物質(zhì)。定義為從生物體內(nèi)分離出來(lái)的一類含磷的酸性物質(zhì)。第1頁(yè)/共65頁(yè)第二頁(yè)，共66頁(yè)。核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）第2頁(yè)/共65頁(yè)第三頁(yè)，共66頁(yè)。第3頁(yè)

3、/共65頁(yè)第四頁(yè)，共66頁(yè)。第4頁(yè)/共65頁(yè)第五頁(yè)，共66頁(yè)。（二）核酸（二）核酸(h sun)的化合物組成的化合物組成核酸(h sun) nucleic acid核苷酸 nucleotide核苷 nucleoside磷酸(ln sun) phosphate嘌呤堿 purine base 或 嘧啶堿 pyrimidine base（堿基 base）核糖 ribose 或 脫氧核糖脫氧核糖 deoxyribose （戊糖 amyl sugar）第5頁(yè)/共65頁(yè)第六頁(yè)，共66頁(yè)。（一）核糖和脫氧核糖（一）核糖和脫氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12-D-2-核糖-D-2-脫氧

4、核糖O核糖 + H +糠醛甲基間苯二酚FeCl3綠色綠色(l s)產(chǎn)物產(chǎn)物脫氧核糖 + H+ -羥基(qingj)-酮戊醛二苯胺(bn n)藍(lán)色產(chǎn)物藍(lán)色產(chǎn)物RNA和和DNA定性、定量測(cè)定定性、定量測(cè)定第6頁(yè)/共65頁(yè)第七頁(yè)，共66頁(yè)。（二）嘌呤（二）嘌呤(piolng)堿和嘧啶堿堿和嘧啶堿NNNNHHHHNNNNHHHH123 456789嘌呤(piolng)NH2腺嘌呤 adenine （A）NNNNHHHHOH2N鳥嘌呤 guanine（G）第7頁(yè)/共65頁(yè)第八頁(yè)，共66頁(yè)。NNHHHH嘧啶(m dn)123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶 Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧

5、啶 uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶(m dn) thymine（T）第8頁(yè)/共65頁(yè)第九頁(yè)，共66頁(yè)。NNOOHHH酮式HNNOOHHH酮式HHH烯醇式第9頁(yè)/共65頁(yè)第十頁(yè)，共66頁(yè)。（三）核苷（三）核苷OHOH2COHOHOH12345核 糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸 苷第10頁(yè)/共65頁(yè)第十一頁(yè)，共66頁(yè)。OHOH2COHOHOH12345核 糖OHOH2COHOH12345核 糖NNOOHHH尿嘧啶H1尿苷NCOONHHH51OH假尿苷（）第11頁(yè)/共65頁(yè)第十二頁(yè)，共66頁(yè)。（四）核苷酸（四）核苷酸OHOH2COHOHOH12345核 糖NNNNHHHH9腺嘌呤

6、胸 苷PO-OO胸苷-5-磷酸(ln sun)AMPOP O-OOADPATPP O-OO第12頁(yè)/共65頁(yè)第十三頁(yè)，共66頁(yè)。各種核苷三磷酸和脫氧核苷三磷酸是體內(nèi)(t ni)合成RNA和DNA合成的直接原料。在體內(nèi)在體內(nèi)(t ni)能量代謝中的作用：能量代謝中的作用：ATP能量(nngling)“貨幣”UTP參加糖的互相轉(zhuǎn)化與合成CTP參加磷脂的合成GTP參加蛋白質(zhì)和嘌呤的合成第二信使第二信使cAMP第13頁(yè)/共65頁(yè)第十四頁(yè)，共66頁(yè)。OHO-O OCH2 TO=PO-35OHOHO-O OCH2 GO=PO-35OHO OCH2OHOH AO=POO-35351PPPOHATGpGpTp

7、AOHpG-T-ApGTA第14頁(yè)/共65頁(yè)第十五頁(yè)，共66頁(yè)。第15頁(yè)/共65頁(yè)第十六頁(yè)，共66頁(yè)。第16頁(yè)/共65頁(yè)第十七頁(yè)，共66頁(yè)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授核糖組分核糖組分脫氧脫氧核糖核糖核糖核糖堿基組分堿基組分A、G、C、TA、G、C、U核苷酸組成核苷酸組成dAMP dCMP dGMP dTMPAMP CMPGMP UMP第17頁(yè)/共65頁(yè)第十八頁(yè)，共66頁(yè)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授第18頁(yè)/共65頁(yè)第十九頁(yè)，共66頁(yè)。 指指DNADNA分子分子(fnz)(fnz)中各脫氧核苷酸殘基的中各脫氧核苷酸殘基的排列順序（或序列）叫排列順序

8、（或序列）叫DNADNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)。的一級(jí)結(jié)構(gòu)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念第19頁(yè)/共65頁(yè)第二十頁(yè)，共66頁(yè)。(1)(1)簡(jiǎn)略簡(jiǎn)略(jinl)(jinl)式式(2)(2)字母式字母式 5-PG-PC-PT-PA-3 5-PG-PC-PT-PA-3(3)(3)線條式線條式 5 3 5 3 G C T A G C T A商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法第20頁(yè)/共65頁(yè)第二十一頁(yè)，共66頁(yè)。(1)(1)測(cè)定方法測(cè)定方法與測(cè)定肽鏈

9、的氨基酸順序相似與測(cè)定肽鏈的氨基酸順序相似(2)(2)測(cè)定重要性測(cè)定重要性DNADNA是重要的遺傳物質(zhì)，是重要的遺傳物質(zhì)，DNADNA所攜帶的遺傳信息都所攜帶的遺傳信息都儲(chǔ)存在核酸自身的一級(jí)結(jié)構(gòu)之中。儲(chǔ)存在核酸自身的一級(jí)結(jié)構(gòu)之中。(3)(3)測(cè)定概況測(cè)定概況19771977年年sangersanger首次首次(shu c)(shu c)測(cè)定噬菌體測(cè)定噬菌體X174X174單單鏈鏈DNADNA全部核苷酸順序，共全部核苷酸順序，共53865386個(gè)核苷酸。個(gè)核苷酸。19901990年年1010月美國(guó)政府啟動(dòng)測(cè)定人類染色體月美國(guó)政府啟動(dòng)測(cè)定人類染色體DNADNA的全的全部核苷酸序列部核苷酸序列“人類

10、基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃”。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定第21頁(yè)/共65頁(yè)第二十二頁(yè)，共66頁(yè)。美國(guó)美國(guó)(mi u)(mi u)白宮白宮 2000 2000年年6 6月月2626日日1010點(diǎn)點(diǎn)1010分分宣布人宣布人: :美國(guó)美國(guó)(mi u)(mi u)總統(tǒng)克林頓總統(tǒng)克林頓放映時(shí)間放映時(shí)間:24:24商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定第22頁(yè)/共65頁(yè)第二十三頁(yè)，共66頁(yè)。

11、人類人類(rnli)(rnli)基因組計(jì)劃大事記基因組計(jì)劃大事記1990.101990.10美國(guó)政府啟動(dòng)美國(guó)政府啟動(dòng)1998.101998.10美國(guó)科學(xué)雜志美國(guó)科學(xué)雜志 1999.3 1999.3 韋爾科姆基金會(huì)韋爾科姆基金會(huì)1999.9 1999.9 中國(guó)加入中國(guó)加入首次測(cè)定首次測(cè)定公布人類公布人類(rnli)(rnli)基因組工作草圖基因組工作草圖參與國(guó)家參與國(guó)家: :美國(guó)、英國(guó)、日本、中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本、中國(guó)、德國(guó)、法國(guó)。法國(guó)。放映時(shí)間放映時(shí)間:155:155商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表

12、示方法3.3.測(cè)定測(cè)定第23頁(yè)/共65頁(yè)第二十四頁(yè)，共66頁(yè)。我國(guó)核酸序列公共數(shù)據(jù)庫(kù)于我國(guó)核酸序列公共數(shù)據(jù)庫(kù)于20002000年年7 7月月3 3日上午日上午9 9時(shí)正式時(shí)正式上網(wǎng)開始接受注冊(cè)登記上網(wǎng)開始接受注冊(cè)登記 中科院上海生命科學(xué)研究院副院長(zhǎng)中科院上海生命科學(xué)研究院副院長(zhǎng)(yun chn)(yun chn)趙國(guó)趙國(guó)屏研究員主持生物信息中心網(wǎng)絡(luò)開通儀式和學(xué)術(shù)報(bào)告屏研究員主持生物信息中心網(wǎng)絡(luò)開通儀式和學(xué)術(shù)報(bào)告商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定第24頁(yè)/共65頁(yè)第二十五頁(yè)，共66頁(yè)。 W

13、atson(沃森沃森)和和Crik(克里克克里克)兩人聯(lián)名兩人聯(lián)名(linmng)在在1953年年4月月25日的英國(guó)日的英國(guó)Nature雜志上發(fā)表了核酸的分子結(jié)構(gòu)雜志上發(fā)表了核酸的分子結(jié)構(gòu)一文一文,提出了提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出第25頁(yè)/共65頁(yè)第二十六頁(yè)，共66頁(yè)。 (1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化的生化(shn hu)(shn h

14、u)分析結(jié)果。分析結(jié)果。A=TA=T；G=CG=C商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)第26頁(yè)/共65頁(yè)第二十七頁(yè)，共66頁(yè)。 (1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化分析結(jié)果的生化分析結(jié)果(ji (ji gu)gu)。A=TA=T；G=CG=C (2)1952(2)1952年年,Franklin,Wilkins,Franklin,Wilkins拍攝拍攝DNADNA纖維的纖

15、維的XX射線衍射圖譜。射線衍射圖譜。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)第27頁(yè)/共65頁(yè)第二十八頁(yè)，共66頁(yè)。 (1)1950(1)1950年年,Chargaff,Chargaff的生化分析結(jié)果的生化分析結(jié)果(ji (ji gu)gu)。A=TA=T；G=CG=C (2)1952(2)1952年年,Franklin,Wilkins,Franklin,Wilkins拍攝拍攝DNADNA纖維纖維的的XX射線衍

16、射圖譜。射線衍射圖譜。 (3)(3)根據(jù)根據(jù)GriffithGriffith對(duì)四種堿基的物理化學(xué)數(shù)對(duì)四種堿基的物理化學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果據(jù)的計(jì)算結(jié)果(ji gu)(ji gu)。 19621962年諾貝爾獎(jiǎng)年諾貝爾獎(jiǎng)商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)第28頁(yè)/共65頁(yè)第二十九頁(yè)，共66頁(yè)。 (1)(1)由兩條方向由兩條方向(fngxing)(fngxing)相反的多核苷相反的多核苷酸鏈互相平行地繞同一軸向右螺

17、旋成的雙螺酸鏈互相平行地繞同一軸向右螺旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。旋結(jié)構(gòu)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征第29頁(yè)/共65頁(yè)第三十頁(yè)，共66頁(yè)。 (2)(2)兩條鏈之間靠氫鍵相連。堿基之間的配兩條鏈之間靠氫鍵相連。堿基之間的配對(duì)對(duì)(pi du)(pi du)規(guī)律是：規(guī)律是：A A與與T T配對(duì)配對(duì)(pi (pi du)du)，2 2個(gè)氫鍵；個(gè)氫鍵； G G與與C C配對(duì)配對(duì)(pi du)(

18、pi du)，3 3個(gè)個(gè)氫鍵。氫鍵。 商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征第30頁(yè)/共65頁(yè)第三十一頁(yè)，共66頁(yè)。 (3)(3)具有具有(jyu)(jyu)大溝和小溝。大溝和小溝。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.

19、2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征第31頁(yè)/共65頁(yè)第三十二頁(yè)，共66頁(yè)。 (4)(4)兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的。兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的。 這是雙螺旋結(jié)構(gòu)最主要這是雙螺旋結(jié)構(gòu)最主要(zhyo)(zhyo)的特的特征。征。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授 53 G C T A T A G C C G A A T 3 5 C G A T A T C G G C T T A一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征第32頁(yè)/共65頁(yè)第

20、三十三頁(yè)，共66頁(yè)。 (1)(1)由兩條方向相反的多核苷酸鏈互相平行由兩條方向相反的多核苷酸鏈互相平行地繞同一軸向右螺旋地繞同一軸向右螺旋(luxun)(luxun)成的雙螺成的雙螺旋旋(luxun)(luxun)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 (2)(2)兩條鏈之間靠氫鍵相連。堿基之間的配兩條鏈之間靠氫鍵相連。堿基之間的配對(duì)規(guī)律是：對(duì)規(guī)律是：A A與與T T配對(duì)，配對(duì)，2 2個(gè)氫鍵；個(gè)氫鍵；G G與與C C配對(duì)配對(duì)，3 3個(gè)氫鍵。個(gè)氫鍵。 (3)(3)具有大溝和小溝。具有大溝和小溝。 (4)(4)兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的。這是雙螺旋兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的。這是雙螺旋(luxun)(luxun)結(jié)構(gòu)最主要的特征。結(jié)構(gòu)最主要的特征

21、。 模型重要意義，揭示了模型重要意義，揭示了DNADNA的結(jié)構(gòu)奧秘；的結(jié)構(gòu)奧秘；商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征第33頁(yè)/共65頁(yè)第三十四頁(yè)，共66頁(yè)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念(ginin)(ginin)2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出

22、2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征4.4.類型類型第34頁(yè)/共65頁(yè)第三十五頁(yè)，共66頁(yè)。商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授 類型類型旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向方向螺旋螺旋直徑直徑(nm) 螺距螺距(nm)每轉(zhuǎn)堿每轉(zhuǎn)堿基對(duì)數(shù)基對(duì)數(shù)目目Na鹽鹽濕度濕度 %堿基對(duì)堿基對(duì)與水平與水平面傾度面傾度A-DNA向右向右2.32.8117520B-DNA向右向右2.03.410920C-DNA向右向右1.93.19.33666D-DNA向右向右2.4386016Z-DNA向左向左1.84.5127一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示

23、方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)特征特征4.4.類型類型第35頁(yè)/共65頁(yè)第三十六頁(yè)，共66頁(yè)。第36頁(yè)/共65頁(yè)第三十七頁(yè)，共66頁(yè)。第37頁(yè)/共65頁(yè)第三十八頁(yè)，共66頁(yè)。 病毒病毒(bngd)(bngd)、細(xì)菌、細(xì)菌DNADNA及真核細(xì)胞器及真核細(xì)胞器的的DNADNA商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型

24、提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征4.4.類型類型三、三、DNADNA三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)第38頁(yè)/共65頁(yè)第三十九頁(yè)，共66頁(yè)。核粒結(jié)構(gòu)核粒結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)雙鏈雙鏈DNA+DNA+組蛋白組蛋白核粒核粒由核粒構(gòu)成念珠狀結(jié)構(gòu)由核粒構(gòu)成念珠狀結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)，進(jìn)一步盤繞壓縮，進(jìn)一步盤繞壓縮成更高層次的結(jié)構(gòu)成更高層次的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)。雙鏈雙鏈DNADNA核粒核粒螺線管螺線管超螺線管超螺線管染色體染色體商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示

25、方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征4.4.類型類型三、三、DNADNA三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)第39頁(yè)/共65頁(yè)第四十頁(yè)，共66頁(yè)。三維動(dòng)畫三維動(dòng)畫(sn wi dn hu)(sn wi dn hu)演示演示染色體染色體超螺線管超螺線管螺線管螺線管核粒核粒雙鏈雙鏈DNADNA商丘(shn qi)師范學(xué)院生命科學(xué)系/李淑萍教授一、一、DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.概念概念2.2.表示方法表示方法3.3.測(cè)定測(cè)定二、二、DNADNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.模型提出模型提出

26、2.2.理論依據(jù)理論依據(jù)3.3.結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征4.4.類型類型三、三、DNADNA三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)2.2.核粒結(jié)構(gòu)核粒結(jié)構(gòu)第40頁(yè)/共65頁(yè)第四十一頁(yè)，共66頁(yè)。第四節(jié)第四節(jié) DNA與基因與基因(jyn)組織組織DNATranscription RNA（mRNA、tRNA、rRNA）TranslationProtein基因基因(jyn)基因基因-是是DNA片段的核苷酸序列片段的核苷酸序列(xli)，DNA分子中最小的功能單位。分子中最小的功能單位。結(jié)構(gòu)基因基因組基因組-某生物體所含的全部基因總和；或生物體內(nèi)遺傳信息的集合；或某特定物種細(xì)胞內(nèi)全部DNA分子的總和?；?/p>

27、因組基因組（一）（一）DNA與基因與基因調(diào)節(jié)基因第41頁(yè)/共65頁(yè)第四十二頁(yè)，共66頁(yè)。（二）原核（二）原核(yun h)生物基因組的特點(diǎn)生物基因組的特點(diǎn)1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練?；?jyn)組小，DNA大部分為結(jié)構(gòu)基因(jyn)，每個(gè)基因(jyn)出現(xiàn)頻率低。2. 存在轉(zhuǎn)錄(zhun l)單元。功能相關(guān)基因串聯(lián)在一起，并轉(zhuǎn)錄(zhun l)在同一mRNA中（多順?lè)醋樱?.基因重疊。基因重疊。一個(gè)基因完全在另一個(gè)基因里或部分重疊。ABCDEFG第42頁(yè)/共65頁(yè)第四十三頁(yè)，共66頁(yè)。（三）真核生物基因組的特點(diǎn)（三）真核生物基因組的特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜。基因組大，一條結(jié)構(gòu)復(fù)雜?；蚪M大，一條(y tio)

28、成熟的成熟的mRNA鏈只能翻譯鏈只能翻譯出一條出一條(y tio)多肽鏈多肽鏈2. 有重復(fù)(chngf)序列；單拷貝單拷貝(kobi)序列序列:在整個(gè)DNA中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次，主要為編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。中度中度重復(fù)序列:在DNA中可重復(fù)幾十次到幾千次。高度高度重復(fù)序列:可重復(fù)幾百萬(wàn)次特征特征:高度重復(fù)序列一般富含A-T或G-C，富含A-T的在密度梯度離心時(shí)在離心管中形成的區(qū)帶比主體DNA更靠近管口；富含G-C的更靠近管底，稱為衛(wèi)星衛(wèi)星DNA（satellite DNA）富含A-T富含G-C主體DNA第43頁(yè)/共65頁(yè)第四十四頁(yè)，共66頁(yè)。3. 有斷裂基因斷裂基因mRNA1 872bp內(nèi)含

29、子（內(nèi)含子（intron)：基因中不為多肽：基因中不為多肽(du ti)編碼，不在編碼，不在mRNA中出現(xiàn)。中出現(xiàn)。ABCDEG7 700bpF外顯子（外顯子（exons）：為多肽編碼）：為多肽編碼(bin m)的基因片段。的基因片段。：多數(shù)基因由于基因中內(nèi)含子的存在(cnzi)，使基因不連續(xù)。例外例外：組蛋白基因組蛋白基因(histongene)和干擾素基因干擾素基因(interferon gene)沒(méi)有內(nèi)含子。transcription第44頁(yè)/共65頁(yè)第四十五頁(yè)，共66頁(yè)。第45頁(yè)/共65頁(yè)第四十六頁(yè)，共66頁(yè)。 第五節(jié)第五節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(jigu)與功能與功能RNA分子(fnz

30、)是含短的不完全的螺旋區(qū)的多核苷酸鏈。（一）（一）tRNAtRNA約占RNA總量的15%，主要(zhyo)作用是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸用于合成蛋白質(zhì)。tRNA分子量為4S，1965年Holley 測(cè)定AlatRNA一級(jí)結(jié)構(gòu)，提出三葉草二級(jí)結(jié)構(gòu)模型。主要特征主要特征：1.四臂四環(huán)；2.氨基酸臂3端有CCAOH的共有結(jié)構(gòu)；3.D環(huán)上有二氫尿嘧啶（D）；4.反密碼環(huán)上的反密碼子與mRNA相互作用；5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動(dòng)；6.TC環(huán)含有T和；7.含有修飾堿基和不變核苷酸。第46頁(yè)/共65頁(yè)第四十七頁(yè)，共66頁(yè)。tRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)主要特征二級(jí)結(jié)構(gòu)主要特征：1.四臂四環(huán)；四臂四環(huán)；2.氨基酸臂氨基酸臂3端有端

31、有CCAOH的共有結(jié)構(gòu)；的共有結(jié)構(gòu)；3.D環(huán)上有二氫尿嘧啶（環(huán)上有二氫尿嘧啶（D）；）；4.反密碼環(huán)上的反密碼子反密碼環(huán)上的反密碼子與與mRNA相互作用；相互作用；5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目(shm)可以變動(dòng)；可以變動(dòng)；6.TC環(huán)含有環(huán)含有T和和；7.含有修飾堿基和不變核含有修飾堿基和不變核苷酸。苷酸。第47頁(yè)/共65頁(yè)第四十八頁(yè)，共66頁(yè)。tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)：倒：倒L型型第48頁(yè)/共65頁(yè)第四十九頁(yè)，共66頁(yè)。（二）（二）rRNA占細(xì)胞RNA總量的80%，與蛋白質(zhì)（40%）共同(gngtng)組成核糖體。原原 核核 生生 物物 真真 核核 生生 物物核糖體

32、rRNA核糖體rRNA70S（30S、50S）16S、5S、23S80S（40S、60S）18S、5S、5.8S、28S 第49頁(yè)/共65頁(yè)第五十頁(yè)，共66頁(yè)。rRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)：雪花狀：雪花狀第50頁(yè)/共65頁(yè)第五十一頁(yè)，共66頁(yè)。（三）（三）mRNA與與hnRNA（不均（不均(b jn)一一RNA）mRNA約占細(xì)胞約占細(xì)胞(xbo)RNA總量的總量的35%，是蛋白質(zhì)合成的模板。，是蛋白質(zhì)合成的模板。真核生物mRNA的前體在核內(nèi)合成，包括整個(gè)基因的內(nèi)含子和外顯子的轉(zhuǎn)錄(zhun l)產(chǎn)物，形成分子大小極不均勻的hnRNA。（四）（四）snRNA（核內(nèi)?。ê藘?nèi)小RNA）和和a

33、sRNA（反義（反義RNA）snRNA主要存于細(xì)胞核中，占細(xì)胞RNA總量的0.11%，與蛋白質(zhì)以RNP（核糖核酸蛋白）的形式存在，在hnRNA和rRNA的加工、細(xì)胞分裂和分化、協(xié)助細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸、構(gòu)成染色質(zhì)等方面有重要作用。asRNA可通過(guò)互補(bǔ)序列與特定的mRNA結(jié)合，抑制mRNA的翻譯，還可抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。 第51頁(yè)/共65頁(yè)第五十二頁(yè)，共66頁(yè)。（五）（五）RNA的其它的其它(qt)功能功能1981年，Cech發(fā)現(xiàn)(fxin)RNA的催化活性，提出核酶（ribozyme）。大部分核酶參加(cnji)RNA的加工和成熟，也有催化C-N鍵的合成。23SrRNA具肽酰轉(zhuǎn)移酶活性。RNA在

34、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯中均有一定的調(diào)控作用，與某寫物質(zhì)的運(yùn)輸與定位有關(guān)。第52頁(yè)/共65頁(yè)第五十三頁(yè)，共66頁(yè)。第53頁(yè)/共65頁(yè)第五十四頁(yè)，共66頁(yè)。第六節(jié)第六節(jié) 核酸核酸(h sun)的性質(zhì)的性質(zhì)（一）一般理化（一）一般理化(lhu)性質(zhì)性質(zhì)1.酸堿性：為兩性電解質(zhì)，通常表現(xiàn)酸堿性：為兩性電解質(zhì)，通常表現(xiàn)(bioxin)為酸性。為酸性。2.狀態(tài)：狀態(tài)：DNA為白色纖維狀固體，為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末，不溶于有機(jī)溶劑。為白色粉末，不溶于有機(jī)溶劑。3.粘度：粘度：DNA溶液的粘度極高，而溶液的粘度極高，而RNA溶液要小得多。溶液要小得多。4.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：RNA能在室溫條件下被

35、稀堿水解而能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對(duì)堿穩(wěn)定。對(duì)堿穩(wěn)定。5.性質(zhì)鑒定：性質(zhì)鑒定：利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反應(yīng)鑒定利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反應(yīng)鑒定DNA與與RNA。第54頁(yè)/共65頁(yè)第五十五頁(yè)，共66頁(yè)。（二）核酸的紫外吸收性質(zhì)（二）核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質(zhì)，吸收核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質(zhì)，吸收峰在峰在260nm（蛋白質(zhì)的紫外吸收峰在（蛋白質(zhì)的紫外吸收峰在280nm）。）。核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少3040%，當(dāng)，當(dāng)核酸變性或降解時(shí)光吸收值顯著增加（增色核酸變性或降解時(shí)光吸收值顯著

36、增加（增色(zn s)效效應(yīng)），但核酸復(fù)性后，光吸收值又回復(fù)到原有水平（減應(yīng)），但核酸復(fù)性后，光吸收值又回復(fù)到原有水平（減色效應(yīng)）。色效應(yīng)）。00.10.20.30.4220240260280300波長(zhǎng) / nm光吸收第55頁(yè)/共65頁(yè)第五十六頁(yè)，共66頁(yè)。（三）核酸（三）核酸(h sun)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性1.堿基對(duì)間的氫鍵(qn jin)；2.堿基堆積力；3.環(huán)境中的正離子。第56頁(yè)/共65頁(yè)第五十七頁(yè)，共66頁(yè)。（四）核酸（四）核酸(h sun)的的變性的的變性變性：指雙螺旋區(qū)氫鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，形成單鏈無(wú)規(guī)線變性：指雙螺旋區(qū)氫鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，形成單鏈無(wú)規(guī)線團(tuán)狀，只涉及次級(jí)鍵的破壞。團(tuán)狀，只涉及次級(jí)鍵的破壞。變性因素：物理變性因素：物理(wl)因素（射線、高溫、震蕩），化學(xué)因素因素（射線、高溫、震蕩），化學(xué)因素（尿素、變性劑）。（尿素、變性劑）。DNA熱變性：熱變性：是個(gè)突變過(guò)程，類似結(jié)晶的是個(gè)突變過(guò)程，類似結(jié)晶