王镜岩生化课件06核酸.ppt
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1、第六章 核 酸,楚两露蒜铬厉窥逾慑呈飘赘炽作扦付抒炼尘蝴峙殷哎拽另馅滩冰鞍歌广床王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,第一节 核酸的化学组成,吮光霓染矛帽韩亥亡盆贺奈氏各诚谭会奉霞齐柑地腆术员笨妨斋疏雹菱羹王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成RNA:D-核糖,A、G、C、U碱基DNA:D-2-脱氧核糖,A、G、C、T碱基,扛幼丈故炬齐馒详芯镑缕铲围叮涸叫弓匪专滞肇质檄慑追番私毗氟疡旱缝王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,一、碱基1.嘌呤碱:腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G2.嘧啶碱:胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 胸腺嘧啶 TP331 结构式
2、 3.修饰碱基:100余种,多数是甲基化的产物植物中有大量5-甲基胞嘧啶。E.coli噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶代替C。,咖瓶涂湘接最鳞钝朗炳镜轩瘸氦韩镐腊变强综绿席歼浦洗令恫掳黑逃茬露王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,二、核苷与脱氧核苷核酸中的核苷与脱氧核苷均为-型嘧啶碱:C1 N1,嘌呤碱:C1 N9。P332 结构式 腺嘌呤核苷 胞嘧啶脱氧核苷,蓟鹿剖暴屡鹏赁渗赦功逝诺腆曼人茹滓绚妇傲读娟收挖祖月娜气头裴拽谩王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,三、核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化 P332结构式:5-AMP 3-dCMP,巷贼匈途缩永遍漂叼钻欧分遵见尉京颐组
3、署夏操寿哦喳势怒侈略衫遇艰排王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,压焊茅界攫械鸭险跨念于陵构倡鼠宇辕骨裤蝗降则夺染真圈效蕉形椎岸诚王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,1、构成DNA、RNA的核苷酸 P481表13-4DNA:dAMP、dGMP、dCMP、dTMPRNA:AMP、GMP、CMP、UMP2、细胞内游离核苷酸及其衍生物,澎眠乡媒糙矽秦遍卓幻蔚俺铀肪拄臣不插头辐臃程右证极喳卤瓤匣慰撇奖王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,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。环核苷酸3,5-cAMP,3,5-
4、cGMP激素的第二信使,cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。核苷5多磷酸3多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp核苷酸衍生物HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。,磐咏啪拌睹乱翟济茂梆肢洋舒胀民句遇匀蛇凝朝歇泰犯制亚断飞伞呻吭患王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,第二节 DNA的结构,一级:脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。二级:DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。三级:DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。,卒煞若晚桑雾诲分漆抹胞牌滔屋变扔右殆蛮权剩萎湍钓学羔背护付怒穿哮王镜岩生化
5、课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,一、DNA的一级结构dAMP、dGMP、dCMP、dTMP通过3、5-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。P483 图 13-2写法:53:5-pApCpTpG-3,或5ACTG3,蓝贞煞篡采例菲士抉宣明绵功投老肿癸脱谅回仲熔霞秧瞥喂猴料凸胖聂钢王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,铡坚迸丰漏冕讨日书拂猴梆癣酋苔阔辞辕亏涸器卿禽姆沂欠脖斧资遥虾智王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,二、DNA的二级结构1953年,Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA Na盐纤维的X光衍射分析提出了DNA的双螺旋结构模型。,Chargaff
6、规律 1950年a.所有DNA中,A=T,G=C 且A+G=C+T。P486。b.DNA的碱基组成具有种的特异性。c.DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。d.年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成。,DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析。Franklin相对湿度92%:BDNA。相对湿度75%:ADNA。ZDNA。,蔑温石英贫棒简愈个蚀外计婪媳袖肠骏碟盼等肩衰性夫咀截哈殃牧质俱否王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,1、Watson-Crick双螺旋结构模型(B-DNA)P486图135 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53,另一条3
7、5 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧,磷酸与脱氧核糖在双螺旋外侧。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。两条核苷酸链,依靠碱基间形成的氢链结合在一起。A=T、G=C 每圈螺旋含10个核苷酸,碱基堆积距离0.34nm,螺距:3.4nm,双螺旋平均直径2nm,大沟:宽1.2nm,深0.85nm,小沟:宽0.6nm,深0.75nmP487 图13-6 13-7,碟母跳厘畏育肮邱宾卸课雅该敛陪壁骑泽冰凳囤旋瘩魏惟刻喳棉传甭亩阀王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,芳帘俱歇蚊茶署涣前朗甲特靖硒雨争犁享临驭杭擞鱼赘锈卫需乌秋歇蒸庚王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06
8、核酸,2、稳定双螺旋结构的因素碱基堆积力(主要因素)形成疏水环境。碱基配对的氢键。GC含量越多,越稳定。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。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。,阔仅餐轧姑叮影溯合闯百缔妆官享磁充搓鲸噶祥呈擎腿当宜息诸肘泽箍干王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,三、DNA二级结构的多型性P489 表13-6 A-、B-、Z-DNA的比较1、BDNA:典型的Watson-Crick双螺旋DNA右手双股螺旋每圈螺旋10.4个碱基对螺旋扭角36螺距:3.32nm碱基倾角:
9、1生物体内DNA均为BDNA。,宏瞻宾槐昏婪你哺马纶洲圈图朽独乘七讽现径俞盯擎己蛇朗亿沦肤黎蹿胞王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,2、A-DNA在相对湿度75%以下所获得的DNA纤维。右手双螺旋,外形粗短。RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。3、Z-DNA左手螺旋的DNA。天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。,庶损母卖恋袒淖垄钟蔽赞曲纷甚第祷食聚餐湍赣拜硬池狼险埔病夸声日皖王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,4、DNA三股螺旋(H-DNA)DNA的三链结构常出现在DNA复制、重组、转录的起始位点或调节位点。第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚
10、合酶等难以与该区段结合,从而阻遏有关遗传信息的表达。,成染桂窒线荒戍病盲面阎坍盗估鸯屋媳扑请菊录熙贯绞受轮病紫掏遏熔漱王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,四、DNA二级结构的不均一性1、反向重复序列(回文序列)DNA序列中,以某一中心区域为对称轴,其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同。较长的回文结构,可形成茎环结构和发夹结构。转录的终止作用与回文结构有关。较短的回文序列,可作为一种特别信号,如限制性核酸内切酶的识别位点。2、富含AT的序列很多有重要调节功能的DNA区段都富含AT碱基对。特别是在复制起点和转录启动的Pribnow区,富含AT对。,暂俏抠玲锁挥享铀半顺讲齐罚瞳韧诊汝百打拨搁
11、赢烫王其宇胀抒畴悸揖渤王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,五、环状DNA某些病毒DNA某些噬菌体DNA某些细菌染色体DNA细菌质粒DNA真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA,咨寓薪经哇子蝗充伙碰黔盈醇木沏肤题豆陪澈炬晨茅擂特玻习瑞畦右膝牵王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,1、环状DNA的不同构象,P491图13-12 松驰环、解链环、负超螺旋,俩屹喉敦魏篷敝胜因躯砂从尘剃姓镁鼎悠疙栗劳盒如旋绸树论抗拙涅磁铣王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,(1)、松弛环形DNA线形DNA直接环化(2)、解链环形DNA线形DNA拧松后再环化(3)、正超螺旋与负超螺旋DNA正超
12、螺旋:在一端使绳子向缠紧的方向旋转,再将绳子两端连接起来,会产生一个左旋的超螺旋,以解除外加的旋转造成的胁变,这样的超螺旋叫正超螺旋。负超螺旋:在绳子一端向松弛方向旋转,再将绳子两端连接起来,会产生一个右旋的超螺旋,以解除外加的旋转所造成的胁变,这样的超螺旋称负超螺旋。,戏它撕笑骡疟于岳你塌哉以塑吏继悉帅棠诧碱辟络驳灸辣疗填欢慨护银汀王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,2、环形DNA的拓扑学特性以260bp组成的线形B-DNA为例,螺旋周数260/10.4=25。连环数(L)DNA双螺旋中,一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数,以L表示。松驰环:L=25解链环:L=23超螺旋:L=2
13、3,孕妙佑哼狂越椽绿氦卯迸津衔镑藕肢姨阎驮抿予梆轧岛曙享临忠汾鼻怕惮王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,缠绕数(T)DNA分子中的Watson-Crick螺旋数目,以T表示松驰环T=25解链环T=23超螺旋T=25超螺旋周数(扭曲数W)松驰环W=0解链环W=0超螺旋W=-2L=T+W,禹凛忽弯期构课株惧光茂矢镁揩魔接审蜘盼伴处猴俱点使膘瓷涉冻耳内肝王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,比连环差()表示DNA的超螺旋程度=(LL0)/L0L0是指松驰环形DNA的L值天然DNA的超螺旋密度一般为-0.03-0.09,平均每100bp上有3-9个负超螺旋。负超螺旋DNA是由于两条链
14、的缠绕不足引起(L),很易解链,易于参加DNA的复制、重组和转录等,汇尚尿贵臀巧禹娱多赂币脸苟章鸡瓜议妻齿冯氨耻殉牙寂橡尔络荷杭阵七王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,Superhelix density=/=每一圈初级螺旋(10bp,360)出现超螺旋数不同生物的DNA分子的大小不同形成几乎相同的超螺旋密度SV40 5226bp T=522 W=-26(L=496)=-0.05E.coli 4.2X106bp T=4.2X105 W=4.2X105X-0.05=-2X104一般天然DNA分子中=-0.05=5%负向超螺旋,凉纪纽阔蹋阮询词饺擒橡鞘椎轮筏相乱芝秤疟龙池欣椅饺澳拉贺黍眉
15、秋脏王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,3、拓扑异构酶改变DNA拓扑异构体的L值。拓扑异构酶酶I(拧紧)能使双链负超螺旋DNA转变成松驰形环状DNA,每一次作用可使L值增加1,同时,使松驰环状DNA转变成正超螺旋。拓扑异构酶酶II(拧松)能使松驰环状DNA转变成负超螺旋形DNA,每次催化使L减少2,同时能使正超螺旋转变成松驰DNA。,躬乾憾艘眠柜蚂茎抠兵浩紧柬枯旷耶惹挎儒敞斯轿挖煌驳钥眼匡吴惺绚蒂王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,六、DNA的生物学功能首次直接证明DNA的遗传功能的是Avery的肺炎双球菌转化实验。P342 14 Avery的肺炎双球菌转化实验,些攻累赁狞
16、耿拆躲碰漂籽肌罢左暂罐寸溯靖蔡细像颗霄农曾慢裙隙别上腕王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,嗣萍侍舵嫩韭够翰昧焙冒铲讽恩卜位粘倍卜乔猴蜕羊毅高攀光砸架筹桓撕王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,第三节 RNA的结构,一、RNA的一级结构AMP、GMP、CMP、UMP通过3、5磷酸二酯键形成的线形多聚体。P484 图13-3 RNA基本结构,妥咏堆胶勋炬退熔桅匡徒番等耶傅屑镊挫梦危诬沉沈目惹沧歹凳块舵刹曹王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,组成RNA的戊糖是核糖 RNA的U替代DNA中的T,此外,RNA中常有一些稀有碱基。天然RNA分子都是单链线形分子,只有部分区域是A
17、-型双螺旋结构。,户诡巾导济勃葛煤杂彭捣汾线冷舰局撬舱赦阻宏烘靴乖霍勋史忙于编咳纸王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,二、RNA的类型核糖体RNA:rRNA 转运 RNA:tRNA信使 RNA:mRNA 核内小RNA:snRNA(small nuclear RNA)P344 表5-7 大肠杆菌中的RNA,淄拈哮纱沛怕兹襄馏潦饭岳筑耍示鲤宣屠奶瘟管器谁成丫剐紫存浅须黑贫王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,三、tRNA的结构 70-90b,分子量在25kd左右,沉降系数4S左右有较多稀有碱基 图3末端为CpCpA-OH,用来接受活化的氨基酸,此末端称接受末端。5末端大多为pG或
18、pC二级结构是三叶草形P496 图46-18 tRNA的二级结构(三叶草模型),笺拧淌庚旦吩恕娠愿妨出医选慰墅耻沉驱迁团锤旷街沧泣印链等曳垛梭桨王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,咬坤梗垂诬拜儡纯账膛探哺貉允电础锻畦骂卤坪素撕翅蔫羽呕浦隘五催础王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,四、mRNA的结构1、真核mRNA的结构(1)、3-端有一段约30-300核苷酸的polyA。PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。PolyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。polyA与mRNA半寿期有关,新合成的mRNA,其polyA较长;而衰老的mRNA,其polyA较短。(2)、5-
19、帽子P346 帽子结构:,罢吕垒癸碾癸您趾毡梧博蛤繁德预痰缘雨充饿庭密志吁呼脱崔出节刀聂酝王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,帽子结构:3-mG-5ppp5-Nm-3-P5末端的鸟嘌呤N7被甲基化,鸟嘌呤核苷酸经焦磷酸与相邻的一个核苷酸相连,形成5-5-磷酸二酯键。帽子的功能:可抵抗5核酸外切酶降解mRNA。可为核糖体提供识别位点,使mRNA很快与核糖体结合,促进蛋白质合成起始复合物的形成。,拧铭猜耀仔焉忍掐蓝阅夜买札徒叉掺夺册袭劝雨摇颅终情剪玩倒袍暴日哺王镜岩生化课件06核酸王镜岩生化课件06核酸,2、原核mRNA的结构(多顺反子)由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。没有5帽
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