第四章核酸化学;目
录;第一节核酸的分子组成;一、核苷酸的组成;;分子组成;碱基是含氮的杂环化合物;嘌呤（purine）;;（二）戊糖;二、核苷酸的结构;（二）核苷酸与脱氧核苷酸;多磷酸核苷酸;环化核苷酸：cAMP、cGMP，是细胞信号转导中的第二信使。;三、核苷酸的功能;第二节核酸的分子结构;一、核酸的一级结构;核酸链的方向：
多聚核苷酸链的方向为5’?3’
寡核苷酸：＜50bp
多核苷酸：＞50bp;（二）核酸的简化式;二、DNA的分子结构;（二）DNA的二级结构
包括右手双螺旋结构、左手双螺旋结构、十字结构和三股螺旋结构等，其中右手双螺旋结构为典型二级结构。;（二）DNA的二级结构;2.DNA双螺旋结构
20世纪50年代初，英国帝国理工学院的Franklin和Willkins通过X射线衍射来研究DNA的空间结构。Franklin得到了高质量的X射线衍射照片。
1953年，英国剑桥大学的Watson和Crick结合自己和他人的研究???提出了DNA的双螺旋结构模型。;DNA双螺旋模型要点：
DNA分子是由两条方向相反、相互平行的多核苷酸链绕同一中心轴形成的右手双螺旋结构。
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替排列构成主链骨架，位于双螺旋结构外侧，碱基作为侧链位于双螺旋结构的内侧。
;DNA分子2条链上的碱基通过A?T、G≡C之间形成氢键而互补配对，并构成碱基对平面，与中心轴垂直，糖基平面与中心轴平行，相邻2个碱基对平面间通过疏水键相互作用形成碱基堆积力，以稳定双螺旋结构。;碱基互补配对:鸟嘌呤/胞嘧啶；腺嘌呤/胸腺嘧啶
;双螺旋直径为2nm，每一螺旋含10bp，螺距3.4nm，相邻碱基对之间的轴向距离为0.34nm；双螺旋表面有大沟和小沟，两者间隔排列，形如锯齿状。
碱基之间的氢键和碱基堆积力是维持双螺旋结构稳定的主要因素。;B型DNA双螺旋是DNA二级结构的主要形式。当改变了溶液的离子强度或相对湿度时，DNA螺旋结构可以改变，除B型外，还有Z型及A型。
在体内，不同构象的DNA可能与基因表达的调控有关。;三种DNA双螺旋构象的比较;（三）DNA的三级结构;2.染色体结构
真核生物细胞核DNA双螺旋以高度有序、多级压缩形成染色体结构。
细胞分裂间期，DNA以松散的染色质（chromatin）形式存在；细胞分裂时，??色质凝集，并组装成染色体（chromosome）。;DNA染色质的电镜图像
DNA染色质呈现出的串珠样结构。
染色质的基本单位是核小体(nucleosome)。;DNA:约200bp
组蛋白:富含Lys和Arg的碱性蛋白质
H1（×1）
H2A（×2），H2B（×2），H3（×2），H4（×2）;负超螺旋的DNA146bp盘绕在组蛋白的八聚体上
组蛋白H1结合在DNA的连接处;真核细胞染色体DNA的折叠过程;真核细胞染色体DNA的折叠过程;（四）DNA三级结构的生物学意义;三、RNA的分子结构;（一）信使RNA
真核生物成熟mRNA在5’端有一个被称为“帽子”结构的7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸（m7GpppN），是蛋白质生物合成过程中被起始因子识别的一种标志；
3’端有poly（A）“尾”，有利于引导其由细胞核转移到细胞质，增加mRNA的稳定性。;（二）转运RNA
已发现的转运RNA（tRNA）有100多种，占细胞内总RNA的10％?15％。
在蛋白质生物合成过程中，tRNA具有选择性转运氨基酸和识别mRNA密码子的功能。;1.tRNA一级结构特点
①是单链小分子，含74?95个核苷酸；
②含7?15个稀有碱基，可达碱基总数的10%?20%；
③5′端核苷酸往往是pG；
④3′端是CCA-OH，其3′-OH是氨基酸的负载位点。;2.tRNA的二级结构
三叶草结构，包括四臂四环：
①氨基酸臂
②DHU环及其臂
③反密码子环及其臂
④T?C环及其臂
⑤额外环;3.tRNA的三级结构
倒L形结构
有利于tRNA接受特异氨基酸和识别mRNA密码子
;（三）核糖体RNA;原核生物与真核生物的核糖体组成;（四）非编码小分子RNA;第三节核酸的理化性质与应用;一、核酸的理化性质;（二）核酸的两性解离性质
核酸分子含有酸性的磷酸基团和碱性的碱基，是一种两性电解质。
磷酸基团酸性较强，核酸的等电点通常偏酸性。
溶液的pH直接影响DNA双螺旋结构中碱基对之间氢键的稳定性。;（三）核酸的紫外吸收
嘌呤环和嘧啶环上含有的共轭双键，使核酸在260nm波长具有强烈的吸收作用。;紫外吸收的应用
DNA或RNA的定量
OD260=1.0equalsto
50μg/ml双链DNA（dsDNA）
40μg/ml单链DNA或RNA（ssDNAorRNA）
20μg/ml寡核苷酸
确定样品中核酸