1、第二單元核酸的結構和功能 第一節核酸的基本組成單位核苷酸 核酸是以核苷酸為基本組成單位的生物信息大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。天然存在的核酸分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類。DNA：90%以上分布于細胞核，其余分布于核外，如線粒體、葉綠體、質粒等。DNA攜帶遺傳信息，決定細胞和個體的基因型。 RNA：分布于胞核、胞液。參與細胞內DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。一、核苷酸的分子組成 （一）元素組成 C、H、O、N、P（9%-l0%）。（二）分子組成核酸可被酶水解為核苷酸，核苷酸完全水解釋放出1：1：1的含氮堿基、戊糖和磷酸。即核酸的基本組成單位是核苷

2、酸。而核苷酸是由堿基、戊糖和磷酸連接而成。1.堿基嘌呤堿（腺嘌呤A，鳥嘌呤G），嘧啶堿（胸腺嘧啶T，胞嘧啶C，尿嘧啶U）。2.戊糖 核糖，脫氧核糖。二、核酸（DNA和RNA）（一）核苷酸的結構核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。1.核糖核苷酸AMP，GMP，UMP，CMP。 2.脫氧核苷酸dAMP，dGMP，dTMP，dCMP。 又根據磷酸基團數目不同，有核苷一磷酸，NMP；核苷二磷酸，NDP；核苷三磷酸，NTP。（二）多聚核苷酸核酸是有許多核苷酸分子連接而成的。每個核酸分子的大小或所含的核苷酸數目是不一樣的，盡管核酸分子之間存在差異，但核酸分子中各個核苷酸之間的連接

3、方式完全一樣，都是通過前一個核苷酸的3羥基與后一個核黃酸的5磷酸縮合生成3，5-磷酸二酯鍵而彼此相連。這樣，核酸就具有了方向性，通常以5-3方向為正向。 第二節DNA的結構與功能 一、DNA堿基組成規律DNA是由四種脫氧核糖核苷酸按一定順序以磷酸二酯鍵相連形成的多聚脫氧核苷酸鏈。DNA中包含四種堿基，即A、G、C、T。 二、DNA的一級結構定義 核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。核酸分子中的核糖（脫氧核糖）和磷酸基團共同構成其骨架結構。而遺傳信息記錄在堿基排列順序里面。三、DNA的雙螺旋結構（一）DNA雙螺旋結構要點 1.DNA分子是兩條反向平行（一

4、條是53、另一條是35走向）的互補雙鏈結構脫氧核糖和磷酸在外，堿基在內，垂直于螺旋軸。兩鏈的堿基以氫鍵結合。互補配對方式：GC，A=T。2.DNA雙鏈是右手螺旋結構螺旋每周含l0對堿基，螺距3.4nm，相鄰堿基平面距離0.34nm，直徑2nm。3.螺旋的表面有大溝及小溝，是蛋白質-DNA相互作用的基礎。4.疏水相互作用和氫鍵維系DNA雙螺旋結構的穩定 橫向靠氫鍵，縱向靠堿基間的疏水堆積力維持。5.堿基可以在多核苷酸鏈中以任何排列順序存在。（二）DNA雙螺旋結構的多樣性 DNA、在不同環境、特別是不同濕度串，可以形成不同的立體構象。上述結構模型為B-DNA，還有A-DNA和左手螺旋Z-DNA結構

5、。 四、DNA高級結構（一）DNA的超螺旋結構DNA雙螺旋鏈的基礎上再盤繞即形成超螺旋結構。1.正超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同。 2.負超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。（二）核小體 真核生物染色體由DNA和蛋白質構成，其基本單位是核小體。在一個典型的核小體中，大約有200個堿基對，其中146個堿基對與由組蛋白H2A、H2B、 H3、H4各兩分子組成核小體的核心緊密纏繞；組蛋白Hl則與處于核小體之間的連接DNA相連。五、DNA的功能DNA是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎。 第三節DNA變性及應用 本節考點：（

6、1）DNA變性和復性的概念（2）核酸雜交一、DNA變性和復性的概念（一）DNA變性在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程叫DNA的變性。DNA的變性是DNA二級結構破壞、雙螺旋解體的過程。DNA的變性中以DNA的熱變性最常見。1.增色效應 DNA變性時其溶液0D260增高的現象。 2.Tm 熱變性的DNA是在一個相當窄的溫度范圍內完成，.在這一范圍內。紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度（melting temperature， Tm）。其大小與G+C含量成正比。 （二）DNA復性的定義 在適當條件下，變性DNA的兩條互補鏈可恢復天然的雙螺旋構

7、象，這一現象稱為復性。二、核酸雜交在DNA變性后的復性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關系，在適宜的條件（溫度及離子強度）下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈。第四節RNA結構與功能 一、mRNA、遺傳密碼 （一）真核生物中mRNA的結構特點 1.大多數真核mRNA的5-端均在轉錄后加上一個7-甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的C2也是甲基化，形成帽子結構：m7GpppNm。 2.大多數真核mRNA的3-端有一個多聚腺苷酸（poly A）結構，稱為多聚A尾。3.hnRNA是mRNA的未成熟的前體。兩者的主要差別有兩點：一是

8、hnRNA核苷酸鏈中的一些片段將不出現于相應的mRNA中，這些片段稱為內含子，而保留于mRNA中的片段稱為外顯子。也就是說，hnRNA在轉變為mRNA的過程中經過剪接，去掉了一些片段，余下的片段被重新連接在一起。（二）mRNA的功能 把DNA所攜帶的遺傳信息，按堿基互補配對原則，抄錄并傳送至核糖體，用以決定其合成蛋白質的氨基酸排列順序。 （三）遺傳密碼 在mRNA分子開放讀碼框架內，每3個相互鄰近的核苷酸按其特定的排列順序，組成三聯體，決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質合成的起始、終止信號，稱為遺傳密碼。二、tRNA（一）tRNA的一級結構1.含l0%一20%稀有堿基，如雙氫尿嘧啶（DHU）等。2

9、.3-端為CCA-OH。3.5-末端大多數為G。（二）tRNA的二級結構 是三葉草形有氨基酸臂、DHU環、反密碼環、額外環和TC環。（三）tRNA的三級結構 是倒L形。 （四）tRNA的功能 活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質的翻譯。三、rRNA rRNA參與組成核糖體，是蛋白質生物合成的場所。 【習題】 1.核酸中核苷酸之間的連接方式是A.35磷酸二酯鍵 B.25磷酸二酯鍵 C.糖苷鍵 D.肽鍵答疑編號111020201：針對該題提問 正確答案A2.只存在于RNA中的堿基是A.腺嘌呤B.鳥嘌呤C.胞嘧啶D.尿嘧啶答疑編號111020202：針對該題提問 正確答案D3.對DNA雙螺旋的敘述錯誤的是A.兩條鏈通過堿基之間的氫鍵連接B.兩鏈反向平行C.堿基位于螺旋的外側 D.腺嘌呤和胸腺嘧啶配對 鳥嘌呤和胞嘧啶配答疑編號111020203：針對該題提問 正確答案C4.某DNA雙鏈，一條鏈的堿基序列是5 AACGTTACGTCC-3,其互補連為A.5-TTGCAATGCAGG-3 B.5GGACGTAACGTT-3C.5-AACGTTACGTTC-3 D.5AACGUUACGUCC-3答疑編號111020204：針對該題提問 正確答案B5.下列是幾種DNA分子的堿基組成比例，哪一種DNA的Tm最高?A.A+T = 15