河北农大生物化学第一章核酸化学;2、噬菌体感染实验;3、植物病毒重建实验;
;第五页,共118页。;DNA;RNA的分布:90%存在于细胞质,少量存在于细胞核内。
mRNA含量最少,约5%;
rRNA含量可达80%;
tRNA约占15-20%,相对分子量最小;另外还有一些其他的RNA,例如核内小RNA(snRNA),;生物学功能:
DNA是主要的遗传物质(肺炎双球菌转化实验、噬菌体T2侵染实验);
RNA指导蛋白质的生物合成。
;组成:核苷酸,
核酸是由上百甚至几千万个核苷酸聚合成的长链,又称多聚核苷酸。
用不同方法可使核酸降解为低聚多核苷酸、核苷酸以及磷酸、碱基和戊糖。如图:
;核酸的水解产物:
在强酸作用下(如12mol/L)过氯酸在100℃1小时,或6mol/LHCI在120℃2小时可将DNA和RNA完全水解,得到磷酸、戊糖和碱基三种成分;
当核酸用稀碱、稀酸或某些酶进行不完全水解时,可得到低聚多核苷酸和核苷酸。
;核酸水解产物的化学结构
碱基:为一类含氮的杂环化合物,具弱碱性
嘧啶:胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)
嘌呤:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
DNA中包括C、T、A、G;RNA中包括C、U、A、G
戊糖:
核糖
脱氧核糖
磷酸
;嘌呤碱基;嘧啶碱基;戊糖;核苷:由碱基和戊糖缩合而成,戊糖C1′与嘧啶N1或嘌呤N9相连接。(为了区别糖与碱基的碳,在糖的碳上加撇)由于糖和碱基之间是C-N连接,因此这种键称N-糖苷键
;核苷酸:核苷与磷酸生成的核苷磷酸酯称为核苷酸(是由核苷中的糖的某一羟基与磷酸脱水缩合而成的核苷磷酸酯);根据磷酸在戊糖上连接的位置不同,脱氧核糖核苷酸有3′-脱氧核苷酸和5′-脱氧核苷酸、核糖核苷酸有2′-核苷酸、3′-核苷酸和5′-核苷酸。生物体内存在的核苷酸,多是5′-核苷酸.,RNA可以得到2′-核苷酸和3′-核苷酸的混合物。
;;核苷酸的生物学功能;几种稀有核苷酸也称修饰核苷;细胞内的其它游离核苷酸及其衍生物(3类)
含高能磷酸基ATP类化合物
5′-腺苷酸进一步磷酸化,可以形成腺苷二磷酸和腺苷三磷酸,分别用ADP和ATP表示。ADP是由AMP上接上一分子磷酸而成,ATP是由AMP上接上一分子焦磷酸而成。
它们的结构式如图:;ADP、ATP结构式如下;;环状核苷酸
是由磷酸与核苷酸3′、5′碳原子酯化形成的,常见3′,5′-环腺苷酸(cAMP)和
3′,5′-环鸟苷酸(cGMP)。
如图:
;cAMP、cGMP结构式如下图;其它如多磷酸核苷类物质、一些核苷酸还是辅酶或辅基的组成成分(辅酶Ⅰ,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)
;(1)一般物理性质:
一般为白色粉末或结晶状物,溶于水,水溶液呈酸性,不溶于丙酮、乙醇等有机溶剂。;胞嘧啶核苷酸的解离;核酸的分子结构
;第二节DNA的分子结构;一、DNA的一级结构;;DNA分子的方向性
通过3′,5′-磷酸二酯键连接起来的多聚脱氧核苷酸链是有方向的,一端为3′端,一端为5′
一级结构的走向的规定为5′→3′。;寡核苷酸的表示法
结构式
线条式
文字式
如下图所示:
;寡核苷酸的表示法;二、DNA的二级结构
;DNA的碱基组成(Chargaff定则)
所有DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数相等,即A=T;鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数相等,即G=C。因此,嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等,即A+G=C+T。
DNA的碱基组成具有种的特异性,即不同生物种的DNA具有自己独特的碱基组成。但DNA的碱基组成没有组织和器官的特异性。环境、营养,生长都不影响其组成。
所有DNA中A=T、G=C这一规律的发现提示了碱基互补的可能性,为DNA双螺旋结构的建立提供了重要依据。
;DNA的二级结构:Watson和Crick设计的DNA双链螺旋模型结构
两条反向平行的多聚核苷酸链沿同一中心纵轴,相互盘绕形成右手螺旋。
磷酸和脱氧核糖位于外侧形成螺旋的基本骨架组成,碱基层叠位于内侧,链间碱基按A-T,G-C配对
螺旋表面形成大沟和小沟
螺旋直径2nm,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对重复一次.
;DNA的双螺旋结构的形成;双螺选结构模型;DNA的双螺旋结构的意义;双螺旋结构的多样性:
上述为其经典结构-B型,是DNA钠盐相对湿度为92%时的一种状态。
;第四十三页,共118页。;三种DNA双螺旋构象比较;;DNA分子的可塑性;双螺选结构的稳定因素
互补碱基对之间的氢键
碱基堆集力
磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键;DNA的三级结构;第四十九页,共118页。;;原核