一、生物化學的學習方法

生物化學有與數學，物理和化學不同，它還沒有進入定量科學的階段，還處在定性科學階段，不可能象物理數學那樣通過公式，定理推出一個準確的結論。所以生物化學的學習還是以概念為主，當然也有規律和規則，學習時，應該以記憶為主，在記憶的基礎上可以在一定限度內進行推理。生物學的另一個特點是沒有絕對，到目前為止，所有的結論都在被一些例外打破，這也許也是生物多樣性的一個方面。但也有一些一般規則。所以學習時既要記住一般規則，也要注意個別例外。象其他學科一樣，學習時，應該前后左右聯系，前后就是在學了后面的內容后要返回到前面進行比較，分析，才能將整個內容貫穿一體。左右聯系就是要把生物化學與其他學科，如動物學，植物學，細胞學，遺傳學，微生物學，以及化學，物理學等進行聯系，使生物化學與整個生物學融為一體。蛋白質是由許多不同的α-氨基酸按一定的序列通過酰胺鍵（肽鍵）縮合而成的，具有較穩定的構象并具有一定生物功能的大分子。第一章蛋白質化學一、蛋白質的生物學意義1.生物體的組成成分2.酶3.運輸4.運動5.抗體6.干擾素7.遺傳信息的控制8.細胞膜的通透性9.高等動物的記憶、識別機構二、蛋白質的元素組成C（50~55%）、H（6~8%）、O（20~23%）、N（15~18%）、S（0~4%）、…N的含量平均為16%——凱氏（Kjadehl）定氮法的理論基礎三、蛋白質的氨基酸組成氨基酸是蛋白質的基本組成單位。從細菌到人類，所有蛋白質都由20種標準氨基酸（20standardaminoacids)組成。（一）氨基酸的結構通式：

19種氨基酸具有一級氨基（-NH3+、-NH2）和羧基（-COOH）結合到α碳原子（Cα），同時結合到（Cα）上的是H原子和各種側鏈（R）；Pro具有二級氨基（α-亞氨基酸、-NH2+、-NH）不帶電形式

H2N—Cα—HCOOHR+H3N—Cα—HCOO-R兩性離子形式Cα如是不對稱C（除Gly），則：具有兩種立體異構體[D-型和L-型]2.具有旋光性[左旋（-）或右旋（+）]

3.構成蛋白質的20種氨基酸4.非蛋白質氨基酸

包含D-型氨基酸，β，γ，δ—氨基酸等。有的作為其它大分子合成的結構單元，如細菌細胞壁成分中的D-谷氨酸和D-丙氨酸，抗生素中的短桿菌素中的D-苯丙氨酸，有的作為代謝中間產物，如鳥氨酸，瓜氨酸。大多數的功能還不清楚。（二）氨基酸的分類根據R的化學結構（1）脂肪族氨基酸：1）疏水性：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Cys；2）極性：Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gln、Ser、Thr（2）芳香族氨基酸：Phe、Tyr（3）雜環氨基酸：Trp、His（4）雜環亞氨基酸：Pro根據R的極性（1）極性氨基酸：1）不帶電：Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys；2）帶正電：His、Lys、Arg；3）帶負電：Asp、Glu（2）非極性氨基酸：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp（三）氨基酸的重要理化性質一般物理性質無色晶體，熔點極高（200℃以上），不同味道；水中溶解度差別較大（極性和非極性），不溶于有機溶劑。兩性解離和等電點氨基酸在水溶液中或在晶體狀態時都以離子形式存在，在同一個氨基酸分子上帶有能放出質子的—NH3+正離子和能接受質子的—COO-負離子，為兩性電解質。調節氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的—+NH3基和—COO-基的解離程度完全相等時，即所帶凈電荷為零，此時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點（pI）。H3N—CH—COOHR+在酸性溶液中的氨基酸（pH＜pI）H3N—CH—COO-R+在晶體狀態或水溶液中的氨基酸（pH=pI）H2N—CH—COO-R在堿性溶液中的氨基酸（pH＞pI）（當氨基酸相互連接成蛋白質時，只有其側鏈基團和末端的α-氨基，α-羧基是可以離子化的。氨基酸等電點的確定：2）酸堿滴定（滴定曲線）1）根據pK值（該基團在此pH一半解離）計算：等電點等于兩性離子兩側pK值的算術平均數。pI=————pK1+pK22or（pI=————）pK2+pK32（2）與甲醛的反應：氨基酸的甲醛滴定法HCHOHCHOR—CH—COO-NH3+R—CH—COO-NH2+H+OH-中和滴定R—CH—COO-NHCH2OHR—CH—COO-N(CH2OH)23.化學性質（1）與茚三酮的反應：Pro產生黃色物質，其它為藍紫色。在570nm（藍紫色）或440nm（黃色）定量測定（幾μg）。

酪氨酸的max＝275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸的max＝257nm，257=2.0x102;色氨酸的max＝280nm，280=5.6x103;四、肽

一個氨基酸的α-羧基和另一個氨基酸的α-氨基脫水縮合而成的化合物。氨基酸之間脫水后形成的鍵稱肽鍵（酰胺鍵）。

當兩個氨基酸通過肽鍵相互連接形成二肽，在一端仍然有游離的氨基和另一端有游離的羧基，每一端連接更多的氨基酸。氨基酸能以肽鍵相互連接形成長的、不帶支鏈的寡肽（25個氨基酸殘基以下）和多肽（多于25個氨基酸殘基）。多肽仍然有游離的α-氨基和α-羧基。肽鏈寫法：游離α-氨基在左，游離α-羧基在右，氨基酸之間用“-”表示肽鍵。H2N-絲氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸-COOHSer-Leu-Phe（S-L-F）（一）谷胱甘肽（GSH）H2N-CHCH2CH2CO—COOHγ-GluNHCH2COOHGly2GSHGSSG（二）催產素和升壓素

均為9肽，第3位和第9位氨基酸不同。催產素使子宮和乳腺平滑肌收縮，具有催產和促使乳腺排乳作用。升壓素促進血管平滑肌收縮，升高血壓，減少排尿。NHCHCOCH2SHCys五、蛋白質的結構

蛋白質是氨基酸以肽鍵相互連接的線性序列。在蛋白質中，多肽鏈折疊形成特殊的形狀（構象）（conformation）。在結構中，這種構象是原子的三維排列，由氨基酸序列決定。蛋白質有四種結構層次：一級結構（primary），二級結構（secondary），三級結構（tertiary）和四級結構（quaternary）（不總是有）。（一）蛋白質的一級結構（化學結構）一級結構就是蛋白質分子中氨基酸殘基的排列順序，即氨基酸的線性序列。在基因編碼的蛋白質中，這種序列是由mRNA中的核苷酸序列決定的。一級結構中包含的共價鍵（covalentbonds）主要指肽鍵（peptidebond）和二硫鍵（disulfidebond）HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr–Leu-Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB鏈15710151920212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A鏈711621SSSS牛胰島素的化學結構—S————S——一級結構確定的原則：將大化小，逐段分析，制成兩套肽片段，找出重疊位點，排出肽的前后位置，最后確定蛋白質的完整序列。目前往往采用從待測蛋白質的基因序列反推出蛋白質的一級結構。（二）蛋白質的空間結構（構象、高級結構）——蛋白質分子中所有原子在三維空間的排列分布和肽鏈的走向。由于羰基碳-氧雙鍵的靠攏，允許存在共振結構（resonancestructure），碳與氮之間的肽鍵有部分雙鍵性質，由CO-NH構成的肽單元呈現相對的剛性和平面化，肽鍵中的4個原子和它相鄰的兩個α-碳原子多處于同一個平面上。Cα—C—N—CαOH—CN—O-H+CαCα氨基的H與羰基的O幾乎總是呈反式（trans）而不是順式（cis）。蛋白質構象穩定的原因：1）酰胺平面；2）R的影響。

肽鍵

肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質，不能自由旋轉。在大多數情況下，以反式結構存在。1.蛋白質的二級結構——指蛋白質多肽鏈本身的折疊和盤繞方式（1）α-螺旋（α-helix）Pauling和Corey于1965年提出。結構要點：1）螺旋的每圈有3.6個氨基酸，螺旋間距離為0.54nm，每個殘基沿軸旋轉100°。2）每個肽鍵的羰基氧與遠在第四個氨基酸氨基上的氫形成氫鍵（hydrogenbond），氫鍵的走向平行于螺旋軸，所有肽鍵都能參與鏈內氫鍵的形成。—C—(NH—C—CO)3N—OHHR3.613(ns)3)R側鏈基團伸向螺旋的外側。RRRRRRRRR螺旋的橫截面4）Pro的N上缺少H，不能形成氫鍵，經常出現在α-螺旋的端頭，它改變多肽鏈的方向并終止螺旋。左手和右手螺旋（2）β-折疊結構（β-pleatedsheet）是一種肽鏈相當伸展的結構。肽鏈按層排列，依靠相鄰肽鏈上的羰基和氨基形成的氫鍵維持結構的穩定性。肽鍵的平面性使多肽折疊成片，氨基酸側鏈伸展在折疊片的上面和下面。CαCαCαCαCαCαRRRRRRNNCNNCCC平行反平行β-折疊片中，相鄰多肽鏈平行或反平行（較穩定）。

（3）β-轉角（β-turn）為了緊緊折疊成緊密的球蛋白，多肽鏈常常反轉方向，成發夾形狀。第三個一般均為甘氨酸殘基,第一個氨基酸的羰基氧以氫鍵結合到相距的第四個氨基酸的氨基氫上。N—1CH—CC2CHN—HO=C3CHNC—4CH—NRRHOHRROHOβ-轉角經常出現在連接反平行β-折疊片的端頭。（4）自由回轉沒有一定規律的松散肽鏈結構。酶的活性部位。2.超二級結構和結構域超二級結構是指若干相鄰的二級結構中的構象單元彼此相互作用，形成有規則的，在空間上能辨認的二級結構組合體。是蛋白質二級結構至三級結構層次的一種過渡態構象層次。結構域是球狀蛋白質的折疊單位。多肽鏈在超二級結構的基礎上進一步繞曲折疊成緊密的近似球行的結構，具有部分生物功能。對于較大的蛋白質分子或亞基，多肽鏈往往由兩個以上結構域締合而成三級結構。超二級結構在蛋白質分子中，由若干相鄰的二級結構單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規則的、在空間上能辨認的二級結構組合體。幾種類型的超二級結構：αα；ββ；βαβ；βββ．

★超二級結構在結構層次上高于二級結構，但沒有聚集成具有功能的結構域．ααβββαβ４．蛋白質的四級結構許多蛋白質是由兩個或兩個以上獨立的三級結構通過非共價鍵結合成的多聚體，稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中的每個獨立三級結構單元稱為亞基。蛋白質的四級結構是指亞基的種類、數量以及各個亞基在寡聚蛋白質中的空間排布和亞基間的相互作用。如，血紅蛋白的四級結構得測定由佩魯茨1958年完成，其結構要點為：球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個亞基兩條α鏈，兩條β鏈，α2β2α鏈：141個殘基；β鏈：146個殘基分子量65000含四個血紅素輔基親水性側鏈基團在分子表面，疏水性基團在分子內部共價鍵次級鍵化學鍵

肽鍵一級結構氫鍵二硫鍵二、三、四級結構疏水鍵鹽鍵范德華力三、四級結構（三）蛋白質分子中的共價鍵與次級鍵維系蛋白質分子的一級結構：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質分子的二級結構：氫鍵維系蛋白質分子的三級結構：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質分子的四級結構：范德華力、鹽鍵a鹽鍵（離子鍵）b氫鍵c疏水相互作用力

d范德華力e二硫鍵

一級結構→二級結構→超二級結構→結構域→三級結構→亞基→四級結構六、蛋白質分子結構與功能的關系蛋白質分子具有多樣的生物學功能，需要一定的化學結構，還需要一定的空間構象。（一）蛋白質一級結構與功能的關系1.種屬差異蛋白質一級結構的種屬差異十分明顯，但相同部分氨基酸對蛋白質的功能起決定作用。根據蛋白質結構上的差異，可以斷定它們在親緣關系上的遠近。2.分子病——蛋白質分子一級結構的氨基酸排列順序與正常有所不同的遺傳病。鐮刀狀紅細胞貧血（sick-cellanemia）從患者紅細胞中鑒定出特異的鐮刀型或月牙型細胞。β-鏈1234567Hb-AVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys…Hb-SVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…Val取代Glu含氧-HbAO2O2粘性疏水斑點含氧HbS脫氧HbS疏水位點血紅蛋白分子凝集4.11.4鐮刀形細胞貧血病是一種分子病

在正常細胞之中存在著許多異常的鐮刀形的細胞，這種非正常血液病稱之鐮刀形細胞貧血病。鐮刀形細胞不能象正常細胞那樣通過毛細血管。因此血液循環被破壞，還可能發生嚴重的組織損傷。鐮刀形細胞易破裂，導致紅細胞的減少。（二）蛋白質構象與功能的關系

別（變）構作用：含亞基的蛋白質由于一個亞基的構象改變而引起其余亞基和整個分子構象、性質和功能發生改變的作用。因別構而產生的效應稱別構效應。

血紅蛋白是別構蛋白，O2結合到一個亞基上以后，影響與其它亞基的相互作用。血紅蛋白肌紅蛋白組織肺七、蛋白質的性質（一）蛋白質的相對分子量蛋白質相對分子量在10000~1000000之間。測定分子量的主要方法有滲透壓法、超離心法、凝膠過濾法、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。最準確可靠的方法是超離心法（Svedberg于1940年設計）蛋白質顆粒在25~50×104g離心力作用下從溶液中沉降下來。沉降系數（s）：單位（cm）離心場里的沉降速度。沉降系數的單位常用S，1S=1×10-13（s）（二）蛋白質的兩性電離及等電點蛋白質在其等電點偏酸溶液中帶正電荷，在偏堿溶液中帶負電荷，在等電點pH時為兩性離子。電泳：帶電顆粒在電場中移動的現象。分子大小不同的蛋白質所帶凈電荷密度不同，遷移率即異，在電泳時可以分開。1.自由界面電泳：蛋白質溶于緩沖液中進行電泳。2.區帶電泳：將蛋白質溶液點在浸了緩沖液的支持物上進行電泳，不同組分形成帶狀區域。（1）紙上電泳：用濾紙作支持物。（2）凝膠電泳：用凝膠（淀粉、瓊脂糖、聚丙烯酰胺）作支持物。1）圓盤電泳：玻璃管中進行的凝膠電泳。+—2）平板電泳：鋪有凝膠的玻板上進行的電泳。-+等電聚焦電泳：當蛋白質在其等電點時，凈電荷為零，在電場中不再移動。++－－－－+－－－－－5.06.07.0穩定pH梯度5.06.07.0穩定pH梯度通電++－－－－+－－－－－++－－－－+－－－－－++－－－－+－－－－－++－－－－+－－－－－（三）蛋白質的膠體性質布郎運動、丁道爾現象、電泳現象，不能透過半透膜，具有吸附能力蛋白質溶液穩定的原因：1）表面形成水膜（水化層）；

2）帶相同電荷。++++++（四）蛋白質的沉淀反應1.加高濃度鹽類（鹽析）：加鹽使蛋白質沉淀析出。分段鹽析：調節鹽濃度，可使混合蛋白質溶液中的幾種蛋白質分段析出。血清球蛋白（50%(NH4)2SO4飽和度），清蛋白（飽和(NH4)2SO4)。2.加有機溶劑3.加重金屬鹽4.加生物堿試劑單寧酸、苦味酸、鉬酸、鎢酸、三氯乙酸能沉淀生物堿，稱生物堿試劑。（五）蛋白質的變性天然蛋白質受物理或化學因素的影響，其共價鍵不變，但分子內部原有的高度規律性的空間排列發生變化，致使其原有性質發生部分或全部喪失，稱為蛋白質的變性。變性蛋白質主要標志是生物學功能的喪失。溶解度降低，易形成沉淀析出，結晶能力喪失，分子形狀改變，肽鏈松散，反應基團增加，易被酶消化。變性蛋白質分子互相凝集為固體的現象稱凝固。有些蛋白質的變性作用是可逆的，其變性如不超過一定限度，經適當處理后，可重新變為天然蛋白質。反應名稱試劑顏色反應有關基團有此反應的蛋白質或氨基酸雙縮脲反應NaOH、CuSO2紫色或粉紅色二個以上肽鍵所有蛋白質米倫反應HgNO3、Hg(NO3)2及HNO3混合物紅色

Tyr黃色反應濃HNO3及NH3黃色、橘色

Tyr、Phe乙醛酸反應(Hopking-Cole反應)乙醛酸試劑及濃H2SO4紫色

Trp坂口反應(Sakaguchi反應)α-萘酚、NaClO紅色胍基Arg酚試劑反應(Folin-Cioculteu反應)堿性CuSO4及磷鎢酸-鉬酸藍色酚基、吲哚基Tyr茚三酮反應茚三酮藍色自由氨基及羧基α-氨基酸

（六）蛋白質的顏色反應—OHN第二章核酸的化學一、核酸的概念和重要性1869年Miescher從細胞核中分離出核素（nuclein）。1889年Altman制備了核酸（nucleicacid）。1930~40年，Kossel&Levene等確定核酸的的組分：核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）“四核苷酸假說”：核酸由四種核苷酸組成的單體構成的，缺乏結構方面的多樣性。20世紀40年代末，Avery的“肺炎雙球菌轉化”實驗證明DNA是有機體的遺傳物質：DNA無莢膜，不致病溫育有莢膜，致病傳代傳代有莢膜，致病有莢膜，致病有莢膜，致病除少數病毒（RNA病毒）以RNA作為遺傳物質外，多數有機體的遺傳物質是DNA。不同有機體遺傳物質（信息分子）的結構差別，使得其所含蛋白質（表現分子）的種類和數量有所差別，有機體表現出不同的形態結構和代謝類型。RNA的主要作用是從DNA轉錄遺傳信息，并指導蛋白質的合成。二、核酸的組成成分核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase

或嘧啶堿pyrimidinebase（堿基base）核糖ribose

或脫氧核糖deoxyribose

（戊糖amylsugar）（一）核糖和脫氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12β-D-2-核糖β-D-2-脫氧核糖O核糖+H+糠醛甲基間苯二酚FeCl3綠色產物Δ脫氧核糖+H+

Δω-羥基-γ-酮戊醛二苯胺藍色產物RNA和DNA定性、定量測定（二）嘌呤堿和嘧啶堿NNNNHHHHNNNNHHHH123456789嘌呤NH2腺嘌呤adenine（A）NNNNHHHHOH2N鳥嘌呤guanine（G）NNHHHH嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶thymine（T）（三）核苷OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤腺苷OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖OHOH2COHOH1′2′3′4′5′核糖NNOOHHH尿嘧啶H1尿苷NCOONHHH51OH假尿苷（ψ）（四）核苷酸OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤腺苷腺苷-5′-磷酸AMPADPATPPO--O—O‖OPO--O—O‖~P

O--O—O‖~各種核苷三磷酸和脫氧核苷三磷酸是體內合成RNA和DNA合成的直接原料。在體內能量代謝中的作用：ATP——能量“貨幣”UTP——參加糖的互相轉化與合成CTP——參加磷脂的合成GTP——參加蛋白質和嘌呤的合成第二信使——cAMP、cGMP三、DNA的結構（一）DNA的一級結構因為DNA的脫氧核苷酸只在它們所攜帶的堿基上有區別，所以脫氧核苷酸的序列常被認為是堿基序列（basesequence)。通常堿基序列由DNA鏈的5′→3′方向寫。DNA中有4種類型的核苷酸，有n個核苷酸組成的DNA鏈中可能有的不同序列總數為4n。（二）DNA的雙螺旋結構1953年，Watson

和Crick

提出。1.雙螺旋結構的主要依據（1）Wilkins和Franklin發現不同來源的DNA纖維具有相似的X射線衍射圖譜。（2）Chargaff發現DNA中A與T、C與G的數目相等。后Pauling和Corey發現A與T生成2個氫鍵、C與G生成3個氫鍵。（3）電位滴定證明，嘌呤與嘧啶的可解離基團由氫鍵連接。2.雙螺旋結構模型要點（1）兩條多核苷酸鏈反向平行。（2）堿基內側，A與T、G與C配對，分別形成3和2個氫鍵。（3）雙螺旋每轉一周有10個bp，螺距3.4nm，直徑2nm。3.雙螺旋結構的穩定因素（1）氫鍵（太弱）；（2）堿基堆積力（basestackingforce，由芳香族堿基π電子間的相互作用引起的，能形成疏水核心，是穩定DNA最重要的因素；（3）離子鍵（減少雙鏈間的靜電斥力）。4.DNA雙螺旋的構象類型B-DNA：92%相對濕度，接近細胞內的DNA構象，與Watson和Crick提出的模型相似。A-DNA：75%相對濕度，與溶液中DNA-RNA雜交分子的構象相似，推測轉錄時發生B→A。其堿基平面傾斜20°，螺距與每一轉堿基對數目都有變化。Z-DNA：主鏈呈鋸齒型左向盤繞，直徑約1.8nm，螺距4.5nm，每一轉含12個bp，只有小溝。B-DNA與Z-DNA的相互轉換可能和基因的調控有關。C-DNA：44~46%相對濕度，螺距3.09nm，每轉螺旋9.33個堿基對，堿基對傾斜6°。可能是特定條件下B-DNA和A-DNA的轉化中間物。D-DNA：60%相對濕度，DNA中A、T序列交替的區域。每個螺旋含8個bp，螺距2.43nm，堿基平面傾斜16°。（三）DNA的三級結構線形分子、雙鏈環狀(dcDNA)→超螺旋、染色體包裝染色體包裝的結構模型多級螺旋模型壓縮倍數76405（8400）

DNA→核小體→螺線管→超螺線管→染色單體

2nm10nm30(10)nm400nm2~10μm

一級包裝二級包裝三級包裝四級包裝

真核生物染色體由DNA和蛋白質構成，其基本單位是核小體(nucleosome)。核小體的組成DNA：約200bp組蛋白：H1H2A，H2BH3H4四、DNA與基因組織DNATranscription

RNA（mRNA、tRNA、rRNA）TranslationProtein基因基因是DNA片段的核苷酸序列，DNA分子中最小的功能單位。結構基因調節基因基因組（一）DNA與基因（二）原核生物基因組的特點1.DNA大部分為結構基因，每個基因出現頻率低。2.功能相關基因串聯在一起，并轉錄在同一mRNA中（多順反子）。3.有基因重疊現象。ABCDEFG（三）真核生物基因組的特點1.重復序列單拷貝序列：在整個DNA中只出現一次或少數幾次，主要為編碼蛋白質的結構基因。中度重復序列：在DNA中可重復幾十次到幾千次。高度重復序列：可重復幾百萬次高度重復序列一般富含A-T或G-C，富含A-T的在密度梯度離心時在離心管中形成的區帶比主體DNA更靠近管口；富含G-C的更靠近管底，稱為衛星DNA（satelliteDNA）富含A-T富含G-C主體DNA2.斷裂基因mRNA1872bp內含子（intron)：基因中不為多肽編碼，不在mRNA中出現。外顯子（exons）：為多肽編碼的基因片段。：由于基因中內含子的存在。例外：組蛋白基因(histongene)和干擾素基因(interferongene)沒有內含子。transcriptionABCDEG7700bpF五、RNA的結構與功能——RNA分子是含短的不完全的螺旋區的多核苷酸鏈。（一）tRNAtRNA約占RNA總量的15%，主要作用是轉運氨基酸用于合成蛋白質。tRNA分子量為4S，1965年Holley測定AlatRNA一級結構，提出三葉草二級結構模型。主要特征：1.四臂四環；2.氨基酸臂3′端有CCAOH的共有結構；3.D環上有二氫尿嘧啶（D）；4.反密碼環上的反密碼子與mRNA相互作用；5.可變環上的核苷酸數目可以變動；6.TψC環含有T和ψ；7.含有修飾堿基和不變核苷酸。N,N二甲基鳥嘌呤N6-異戊烯腺嘌呤雙氫尿嘧啶4-巰尿嘧啶

稀有堿基（二）rRNA占細胞RNA總量的80%，與蛋白質（40%）共同組成核糖體。原核生物

真核生物核糖體rRNA核糖體rRNA70S（30S、50S）16S、5S、23S80S（40S、60S）18S、5S、5.8S、28S

（三）mRNA與hnRNAmRNA約占細胞RNA總量的3~5%，是蛋白質合成的模板。真核生物mRNA的前體在核內合成，包括整個基因的內含子和外顯子的轉錄產物，形成分子大小極不均勻的hnRNA。（四）snRNA和asRNAsnRNA主要存于細胞核中，占細胞RNA總量的0.1~1%，與蛋白質以RNP（核糖核酸蛋白）的形式存在，在hnRNA和rRNA的加工、細胞分裂和分化、協助細胞內物質運輸、構成染色質等方面有重要作用。asRNA可通過互補序列與特定的mRNA結合，抑制mRNA的翻譯，還可抑制DNA的復制和轉錄。RNAi又稱RNA干擾通過互補序列與特定的mRNA結合，激發降解機制。miRNA（五）RNA的其它功能1981年，Cech發現RNA的催化活性，提出核酶（ribozyme）。大部分核酶參加RNA的加工和成熟，也有催化C-N鍵的合成。23SrRNA具肽酰轉移酶活性。RNA在DNA復制、轉錄、翻譯中均有一定的調控作用，與某寫物質的運輸與定位有關。六、核酸的性質（一）一般理化性質1.為兩性電解質，通常表現為酸性。2.DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末，不溶于有機溶劑。3.DNA溶液的粘度極高，而RNA溶液要小得多。4.RNA能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對堿穩定。5.利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反應鑒定DNA與RNA。（二）核酸的紫外吸收性質核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質，吸收峰在260nm（蛋白質的紫外吸收峰在280nm）。核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少30~40%，當核酸變性或降解時光吸收值顯著增加（增色效應），但核酸復性后，光吸收值又回復到原有水平（減色效應）。天然DNA變性DNA核苷酸總吸收值1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相當于50μg/ml雙鏈DNA40μg/ml單鏈DNA（或RNA）20μg/ml寡核苷酸2.判斷核酸樣品的純度DNA純品:OD260/OD280=1.8RNA純品:OD260/OD280=2.0OD260的應用目錄（三）核酸結構的穩定性1.堿基對間的氫鍵；2.堿基堆積力；3.環境中的正離子。（四）核酸的的變性：雙螺旋區氫鍵斷裂，空間結構破壞，形成單鏈無規線團狀，只涉及次級鍵的破壞。DNA變性是個突變過程，類似結晶的熔解。將紫外吸收的增加量達到最大增量一半時的溫度稱熔解溫度(meltingtemperature,Tm)。TmTm影響Tm的因素：（1）G-C的相對含量

（G+C）%=（Tm—69.3）×2.44（2）介質離子強度低，Tm低。（3）高pH下堿基廣泛去質子而喪失形成氫鍵的能力。（4）變性劑如甲酰胺、尿素、甲醛等破壞氫鍵，妨礙堿基堆積，使Tm下降。（五）核酸的復性（退火）變性核酸的互補鏈在適當條件下重新締合成雙螺旋的過程。影響復性速度的因素：（1）單鏈片段濃度（2）單鏈片段的大小（3）片段內重復序列的多少（4）溶液離子強度的大小（5）溶液溫度的高低（T–25℃）（六）分子雜交：在退火條件下，不同來源的DNA互補區形成氫鍵，或DNA單鏈和RNA鏈的互補區形成DNA-RNA雜合雙鏈的過程。探針：用放射性同位素或熒光標記的DNA或RNA片段。原位雜交技術：直接用探針與菌落或組織細胞中的核酸雜交，未改變核酸所在的位置。點雜交：將核酸直接點在膜上，再與核酸雜交。Southern印跡法：將電泳分離后的DNA片段從凝膠轉移到硝酸纖維素膜上，再進行雜交。Northern印跡法：將電泳分離后的RNA吸印到纖維素膜上再進行分子雜交。糖類的概念和分類單糖的構型、結構、構象自然界存在的重要單糖及其衍生物寡糖多糖多糖代表物糖復合物三：糖類第三章糖類的結構與功能最初，糖類化合物用Cn(H2O)m表示，統稱碳水化合物。鼠李糖及巖藻糖（C6H12O5)、脫氧核糖（C5H10O4)定義：糖類是多羥基的醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。糖類的生物學意義：1.是一切生物體維持生命活動所需能量的主要來源；2.是生物體合成其它化合物的基本原料；2.充當結構性物質；4.糖鏈是高密度的信息載體，是參與神經活動的基本物質；5.糖類是細胞膜上受體分子的重要組成成分，是細胞識別和信息傳遞等功能的參與者。一、糖類的結構與功能糖的分類：糖類化合物單糖寡糖多糖：不能水解的最簡單糖類，是多羥基的醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）：有2~10個分子單糖縮合而成，水解后產生單糖：由多分子單糖或其衍生物所組成，水解后產生原來的單糖或其衍生物。同多糖雜多糖糖綴合物單糖有D-及L-兩種異構體。凡在理論上可由D-甘油醛衍生出來的單糖皆為D-型糖。單糖具有旋光性：[α]D=—————×100tαDtc×L二、單糖的構型、結構、構象葡萄糖的結構多羥基醛的開環形式CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH半縮醛吡喃糖OCH2OHOHOHOHOH15呋喃糖OCH2OHHO-CHOHOHOH14OCH2OHOHOHOH15OHOCH2OHHO-CHOHOH14OH葡萄糖的構象船式椅式OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH單糖的重要衍生物：糖醇：較穩定，有甜味。甘露醇、山梨醇糖醛酸：由單糖的伯醇基氧化而得。葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸氨基糖：糖中的羥基為氨基所取代。D-氨基葡萄糖糖苷：單糖的半縮醛上羥基與非糖物質（醇、酚等）的羥基形成的縮醛。洋地黃苷、皂角苷三、自然界存在的重要單糖及其衍生物寡糖是少數單糖（2~10個）縮合的聚合物。自然界中最常見的寡糖是雙糖。麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖