核酸(nucleicacid)

是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。當前第1頁\共有105頁\編于星期三\6點1868年FridrichMiescher

從膿細胞中提取核素1944年

Avery等人證實DNA是遺傳物質1953年

Watson和Crick發現DNA的雙螺旋結構1968年Nirenberg發現遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發現逆轉錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發明PCR技術1990年美國啟動人類基因組計劃(HGP)1994年中國人類基因組計劃啟動2001年人類基因組計劃完成核酸研究的發展簡史當前第2頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸的分類及分布(真核生物)存在于細胞核和線粒體

分布于細胞核、細胞質、線粒體(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸攜帶遺傳信息，并通過復制傳遞給下一代。是DNA轉錄的產物，參與遺傳信息的復制與表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體當前第3頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸(DNA和RNA)核苷酸核苷和脫氧核苷磷酸戊糖堿基嘌呤嘧啶核糖脫氧核糖核酸組成第一節核酸的化學結構當前第4頁\共有105頁\編于星期三\6點（一）戊糖-D-核糖-D-2’-脫氧核糖一、核酸中的糖與堿基當前第5頁\共有105頁\編于星期三\6點堿基(base)是一類帶堿性的嘌呤和嘧啶的衍生物。堿基嘌呤嘧啶腺嘌呤鳥嘌呤尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶存在于DNA和RNA中僅存在于RNA中僅存在于DNA中(二)堿基當前第6頁\共有105頁\編于星期三\6點1.嘌呤堿(purine，Pu)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)嘌呤當前第7頁\共有105頁\編于星期三\6點2.嘧啶堿(pyrimidine，Py)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)當前第8頁\共有105頁\編于星期三\6點堿基的互變異構體

當前第9頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸中部分稀有堿基當前第10頁\共有105頁\編于星期三\6點嘌呤N-9或嘧啶N-1與核糖C-1通過β-N-糖苷鍵相連形成核苷。三、核苷(nucleoside)NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH1'2'糖苷鍵三、核苷與脫氧核苷當前第11頁\共有105頁\編于星期三\6點脫氧核苷嘌呤N-9

或嘧啶N-1與脫氧核糖C-1通過β-N-糖苷鍵相連形成脫氧核苷(deoxyribonucleoside)。當前第12頁\共有105頁\編于星期三\6點核苷或脫氧核苷與磷酸通過酯鍵結合構成核苷酸(ribonucleotide)或脫氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。（二）核苷酸與脫氧核苷酸NNNN9NH2OOHOHHHHCH2H1'2'OPO-HOO糖苷鍵酯鍵當前第13頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸中主要的含氮堿基、核苷、核苷酸的名稱及其代號含氮堿基(base)核苷(nucleoside)核苷酸(nucleotide)RNA核糖核苷5’-核苷酸(NMP)腺嘌呤(A*adenine)腺苷(adenosine)腺苷酸(AMP)鳥嘌呤(G*guanine)鳥苷(guanosine)鳥苷酸(GMP)胞嘧啶(C*cytosine)胞苷(cytidine)胞苷酸(CMP)尿嘧啶(U*uracil)尿苷(uridine)尿苷酸(UMP)DNA脫氧核糖核苷5’-脫氧核苷酸(dNMP)腺嘌呤(A*adenine)脫氧腺苷(deoxyadenosine)脫氧腺苷酸(dAMP)鳥嘌呤(G*guanine)脫氧鳥苷(deoxyguanosine)脫氧鳥苷酸(dGMP)胞嘧啶(C*cytosine)脫氧胞苷(deoxycytidine)脫氧胞苷酸(dCMP)胸嘧啶(T*thymine)脫氧胸苷(deoxythymidine)脫氧胸苷酸(dTMP)當前第14頁\共有105頁\編于星期三\6點多磷酸核苷酸（三）體內重要的游離核苷酸當前第15頁\共有105頁\編于星期三\6點環化核苷酸：cAMP、cGMP，是細胞信號轉導中的第二信使。cyclicAMP,cAMP環腺苷酸核苷酸衍生物cGMP環鳥苷酸當前第16頁\共有105頁\編于星期三\6點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。5′端3′端CGA第二節核酸的分子結構一、核酸的一級結構當前第17頁\共有105頁\編于星期三\6點1.3’,5’-磷酸二酯鍵3’,5’-磷酸二酯鍵：一個脫氧核苷酸3的羥基與另一個核苷酸5的α-磷酸基團縮合形成磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)。

多個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵構成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸(polydeoxynucleotide)，即DNA鏈。2.多核苷酸鏈當前第18頁\共有105頁\編于星期三\6點5′-末端3′-末端CGA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵當前第19頁\共有105頁\編于星期三\6點交替的磷酸基團和戊糖構成了DNA的骨架(backbone)。DNA鏈的方向是5

→

3當前第20頁\共有105頁\編于星期三\6點AGP5PTPGPCPTPOH3書寫方法：5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3當前第21頁\共有105頁\編于星期三\6點RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯鍵的線性大分子RNA也是多個核苷酸分子通過酯化反應形成的線性大分子，并且具有方向性；RNA的戊糖是核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶。（三）RNA的一級結構當前第22頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸分子的大小常用堿基(base或kilobase)數目來表示。幾個或幾十個核苷酸連成的聚核苷酸分子常被稱為寡核苷酸(oligonucleotide)。當前第23頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA和RNA的區別核糖G、C、A、URNA脫氧核糖G、C、A、TDNA堿基核糖核酸當前第24頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA的空間結構又分為二級結構(secondarystructure)和高級結構。（一）DNA二級結構-雙螺旋結構模型構成DNA的所有原子在三維空間具有確定的相對位置關系。二、DNA的空間結構與功能當前第25頁\共有105頁\編于星期三\6點1.B-DNA雙螺旋結構的要點當前第26頁\共有105頁\編于星期三\6點AGCTA/TG/CG+C嘌呤/嘧啶大腸桿菌26.024.925.223.91.090.9950.11.04結核桿菌15.134.935.414.61.030.9970.31.00酵母31.718.317.432.60.971.0535.71.00牛29.021.221.228.71.011.0042.41.01豬29.820.720.729.11.021.0041.41.01人30.419.919.930.11.011.0039.81.01不同生物來源DNA堿基組分和相對比例當前第27頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA分子，[A]=[T]，[G]=[C]，[A+G]=[C+T]；不同生物種屬的DNA的堿基組成不同,A+T/G+C比值不同；同一個體的不同器官或組織的DNA堿基組成相同；一種生物DNA堿基組成不隨年齡、營養狀態或環境變化改變。Chargaff規則當前第28頁\共有105頁\編于星期三\6點獲得了高質量的DNA分子的X射線衍射照片。提出了DNA分子雙螺旋結構(doublehelix)模型。RosalindFranklin

RaymondGosling

MauriceWilkins

當前第29頁\共有105頁\編于星期三\6點兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行(anti-parallel)。兩條鏈圍繞著同一個螺旋軸形成右手螺旋(right-handed)的結構。雙螺旋結構的直徑為2.0nm，螺距為3.54nm。脫氧核糖和磷酸基團組成的親水性骨架位于雙螺旋結構的外側，疏水的堿基位于內側。雙螺旋結構的表面形成了一個大溝(majorgroove)和一個小溝(minorgroove)。（1）DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結構當前第30頁\共有105頁\編于星期三\6點當前第31頁\共有105頁\編于星期三\6點親水性的骨架位于雙鏈的外側。疏水性的堿基位于雙鏈的內側。（2）骨架與堿基DNA俯視圖當前第32頁\共有105頁\編于星期三\6點（3）DNA雙鏈之間形成了互補堿基對堿基配對關系稱為互補堿基對(complementarybasepair)。DNA的兩條鏈則互為互補鏈(complementarystrand)。堿基對平面與螺旋軸垂直。當前第33頁\共有105頁\編于星期三\6點堿基互補配對:鳥嘌呤/胞嘧啶當前第34頁\共有105頁\編于星期三\6點堿基互補配對:腺嘌呤/胸腺嘧啶當前第35頁\共有105頁\編于星期三\6點大溝majorgroove與小溝minorgroove當前第36頁\共有105頁\編于星期三\6點相鄰兩個堿基對會有重疊，產生了疏水性的堿基堆積力(basestackinginteraction)。堿基堆積力和互補堿基對的氫鍵共同維系著DNA結構的穩定。（4）

疏水作用力(堿基堆積力)和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結構的穩定。當前第37頁\共有105頁\編于星期三\6點2.其他類型的DNA雙螺旋結構當前第38頁\共有105頁\編于星期三\6點旋向螺距(nm)堿基數（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.3112.5平滑體外脫水B型右手3.4102.0平滑DNA生理條件Z型左手4.5121.8鋸齒型CG序列三種DNA構型的比較當前第39頁\共有105頁\編于星期三\6點（3）三股螺旋結構Triple-strandedDNA三螺旋DNA不是DNA在自然態下的主要結構，而是在特定的條件下形成的。

它是由一條DNA通過與雙鏈DNA在其大溝處緊密纏繞而成。具體就是富含嘧啶的ODN與雙鏈DNA的富含嘌呤的鏈以平行的方式鍵合；影響三螺旋DNA穩定性的因素可分為內部因素和外部因素兩方面。內部因素主要是指鏈長、堿基序列組成、骨架本性等因素。

通常出現在DNA復制、轉錄、重組的起始位點或調解位點，如啟動子區。作用：阻遏有關遺傳信息表達。

當前第40頁\共有105頁\編于星期三\6點（二）DNA的三級結構1.超螺旋結構(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構。正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同。負超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。

當前第41頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA超螺旋-原核生物DNA的高級結構原核生物DNA多為環狀，以負超螺旋的形式存在，平均每200堿基就有一個超螺旋形成。當前第42頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA超螺旋結構的電鏡圖象當前第43頁\共有105頁\編于星期三\6點2.真核生物染色體DNA真核生物DNA以非常有序的形式存在于細胞核內。在細胞周期的大部分時間里，DNA以松散的染色質(chromatin)形式存在，在細胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。（1）染色體的化學組成當前第44頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA染色質呈現出的串珠樣結構。染色質的基本單位是核小體(nucleosome)。DNA染色質的電鏡圖像當前第45頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA：約200bp

組蛋白：H1H2A，H2BH3H4核小體的組成核心顆粒(coreparticle)2H2A,2H2B,2H3,2H4組成8聚體+DNA1.75圈（146bp）=核小體連接區：H1+60bp當前第46頁\共有105頁\編于星期三\6點核小體串珠樣的結構當前第47頁\共有105頁\編于星期三\6點1）染色體高度致密的結構是由其基本結構單位-核小體高度壓縮形成每圈6個核小體（2）染色體的結構螺線管當前第48頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA經過多次折疊，被壓縮了8000～10000倍，組裝在直徑只有為數微米的細胞核內。當前第49頁\共有105頁\編于星期三\6點真核生物的染色體當前第50頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA的基本功能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?；驈慕Y構上定義，是指DNA分子中的特定區段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。（三）DNA是遺傳的物質基礎當前第51頁\共有105頁\編于星期三\6點Pneumococciinculture(left),smoothform(right)Griffith'sexperiment實驗結果不同的科學家分別做出三種解釋：1R型菌以某種方式使加熱殺死的S型菌“復活”；2.III-S品系死菌刺激小鼠體內產生免疫物質，后者刺激II-R品系突變成了III-S品系；3III-S型菌的遺傳物質進入II-R型菌，合成了III-S型菌的莢膜。FrederickGriffith(1879–1941)wasaBritishbacteriologist.InJanuary1928hereportedwhatisnowknownasGriffith'sExperiment,thefirstwidelyaccepteddemonstrationsofbacterialtransformation,wherebyabacteriumdistinctlychangesitsformandfunction.HeshowedthatStreptococcuspneumoniae,implicatedinmanycasesoflobarpneumonia,couldtransformfromonestrainintoadifferentstrain.Theobservationwasattributedtoanunidentifiedtransformingprincipleortransformingfactor.當前第52頁\共有105頁\編于星期三\6點Avery–MacLeod–McCartyexperimentOswaldAvery(1877,10–1955,2)ColinMacLeod(1909,1—1972,2)MaclynMcCarty(1911,6–2005,1)TheAvery–MacLeod–McCartyexperimentwasanexperimentaldemonstration,reportedin1944byOswaldAvery,ColinMacLeod,andMaclynMcCarty,thatDNAisthesubstancethatcausesbacterialtransformation.當前第53頁\共有105頁\編于星期三\6點人基因組結構基因組(genome):一個生物體所攜帶的全部遺傳物質。

Thus,inmodernmolecularbiologythegenomeofanorganismisitshereditaryinformationencodedinDNAorRNA(forRNAviruses).

任何一種生物的基因組都是由其體內的所有的染色體組成的。在真核生物中，指一整套完整單倍體（染色體DNA）和線粒體DNA的全部序列。人23對染色體當前第54頁\共有105頁\編于星期三\6點物種基因組大小蛋白質編碼基因猴空泡病毒

SV405224Kb467肺炎支原體

M.pneumoniae816Kb677流感嗜血桿菌

H.influenzae1.8Mb1709大腸桿菌

E.coli4.6Mb4288釀酒酵母

S.cerevisiae13Mb6275線蟲

C.elegans100Mb18891擬南芥

A.thaliana125Mb25498家鼠

Musmusculus2.5Gb23,786果蠅

Drosophilamelanogaster165Mb14113人類

Homosapiens3Gb23,686不同生物基因組的比較當前第55頁\共有105頁\編于星期三\6點ChromosomeLength(mm)BasepairsVariationsConfirmedproteins185249,250,6214,401,0912,012283243,199,3734,607,7021，203367198，022，4303,894,3451,040465191,154,2763,676,892718562180,915,2603,436,667849658171,115,0673,360,8901,002754159,138,6633,045,992866850146,364,0222,890,692659948141,213,4312,581,8277851046135,534,7472,609,8027451146135,006,5162,607,2541,2581245133,851,8952,482,1941,0031339115,169,8781,814,2423181436107,349,5401,712,7996011535102,531,3921,577,346562163190,354,7531,747,136805172881,195,2011,491,8411,158182778,077,2481,448,602268192059,128,9831,171,3561,399202163,025,5201,206,753533211648,129,895787,784225221751,304,566745,778431X53155,270,5602,174,952815Y2059,373,566268,81245mtDNA0.00541656992913(Datasource:Ensemblgenomebrowserrelease68,July2012)Thebasicinformationofhumangenome當前第56頁\共有105頁\編于星期三\6點人線粒體DNAThehumanmitochondrialgenome線粒體當前第57頁\共有105頁\編于星期三\6點Thegenomeofhumanmitochondriacontains16,569basepairsofDNAorganizedinaclosedcircle.Theseencode:2rRNAmolecules22tRNAmolecules13polypeptides.

The13polypeptidesparticipateinbuildingseveralproteincomplexesembeddedintheinnermitochondrialmembrane.7subunitsthatmakeupthemitochondrialNADHdehydrogenase

3subunitsofcytochromecoxidase2subunitsofATPsynthase

1cytochromeb當前第58頁\共有105頁\編于星期三\6點RNA與蛋白質共同負責基因的表達和表達過程的調控。RNA通常以單鏈的形式存在，但有復雜的局部二級結構或三級結構。RNA分子比DNA小。RNA的種類、大小和結構遠比DNA表現出多樣性。三、RNA的空間結構與功能當前第59頁\共有105頁\編于星期三\6點RNA的種類、分布、功能當前第60頁\共有105頁\編于星期三\6點信使RNA(messengerRNA,mRNA)是合成蛋白質的模板。不均一核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)含有內含子(intron)和外顯子(exon)。外顯子是氨基酸的編碼序列，而內含子是非編碼序列。hnRNA經過剪切后成為成熟的mRNA。mRNA從DNA轉錄遺傳信息指導蛋白質合成（一）信使RNA(messengerRNA,mRNA)1.mRNA的一般特點

當前第61頁\共有105頁\編于星期三\6點hnRNA內含子(intron)mRNAmRNA成熟過程

外顯子(exon)當前第62頁\共有105頁\編于星期三\6點從AUG開始，每三個核苷酸為一組編碼了一個氨基酸，稱為三聯體密碼(codon)。成熟的mRNA由氨基酸編碼區和非編碼區構成。5-末端的帽子(cap)結構和3-末端的多聚A尾(poly-Atail)結構。成熟的真核生物mRNA當前第63頁\共有105頁\編于星期三\6點（1）5’帽子結構:m7GpppNm大部分真核細胞mRNA的5'末端都以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷為起始結構mRNA的帽結構可以與帽結合蛋白(capbindingprotein，CBP)結合。當前第64頁\共有105頁\編于星期三\6點加帽過程當前第65頁\共有105頁\編于星期三\6點真核生物的mRNA的3-末端轉錄后加上一段長短不一（十幾到一百幾十個腺苷酸）的多聚腺苷酸。在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸結構（2）3’末端有多A尾當前第66頁\共有105頁\編于星期三\6點加尾過程polyA轉移酶當前第67頁\共有105頁\編于星期三\6點mRNA核內向胞質的轉位mRNA的穩定性維系翻譯起始的調控帽子結構和多聚A尾的功能當前第68頁\共有105頁\編于星期三\6點mRNA依照自身的堿基順序指導蛋白質氨基酸順序的合成從mRNA分子5'末端起的第一個AUG開始，每3個核苷酸為一組稱為密碼子(codon)或三聯體密碼(tripletcode)。AUG被稱為起始密碼子；決定肽鏈終止的密碼子則稱為終止密碼子。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為開放閱讀框(openreadingframe,ORF)，決定了多肽鏈的氨基酸序列。當前第69頁\共有105頁\編于星期三\6點

mRNA的成熟過程是hnRNA的剪接過程卵清蛋白mRNA的成熟當前第70頁\共有105頁\編于星期三\6點原核生物mRNA是多順反子(polycistron),即一條mRNA可以編碼幾種蛋白質真核生物mRNA是單順反子(monocistron),即一條mRNA只編碼一種蛋白質當前第71頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA)在蛋白質合成過程中作為各種氨基酸的載體,將氨基酸轉呈給mRNA。（二）轉運RNA(transferRNA,tRNA)tRNA是蛋白質合成的接合器分子大多由74～95核苷酸組成；占細胞總RNA的15%；具有很好的穩定性。1.tRNA的一般特點當前第72頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA中含有（10-20%）多種稀有堿基Hypoxanthine,I當前第73頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA具有局部的莖環(stem-loop)結構或發卡(hairpin)結構。2.tRNA的結構特征tRNA的二級結構——三葉草形氨基酸臂(aminoacidaccpetorarm)DHU環(D-loop)反密碼環(anticodonloop)TψC環(TψCloop)附加叉(variableloop)SecondarycloverleafstructureoftRNAPhefromyeastcloverleaf當前第74頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA的倒L形三級結構當前第75頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA的3-末端都是以CCA結尾。3-末端的A與氨基酸共價連結，tRNA成為了氨基酸的載體。不同的tRNA可以結合不同的氨基酸。tRNA的3-末端連接氨基酸當前第76頁\共有105頁\編于星期三\6點tRNA的反密碼子環上有一個由三個核苷酸構成的反密碼子(anticode)。tRNA上的反密碼子依照堿基互補的原則識別mRNA上的密碼子。tRNA的反密碼子識別mRNA的密碼子當前第77頁\共有105頁\編于星期三\6點核蛋白體RNA(ribosomalRNA，rRNA)是細胞內含量最多的RNA(>80％)。rRNA與核蛋白體蛋白結合組成核蛋白體(ribosome)，為蛋白質的合成提供場所。（三）rRNA參與蛋白質合成場所核糖體的組成核糖體RNA(ribosomalRNA，rRNA)1.一般特點當前第78頁\共有105頁\編于星期三\6點核蛋白體的組成原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.8S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質31種占總重量的30%49種占總重量的35%當前第79頁\共有105頁\編于星期三\6點大腸桿菌的核蛋白體當前第80頁\共有105頁\編于星期三\6點2.rRNA的結構特征30Ssubunit50Ssubunit18SrRNA結構當前第81頁\共有105頁\編于星期三\6點蛋白質合成時形成的復合體當前第82頁\共有105頁\編于星期三\6點RNA組學(RNomics)研究細胞內RNA的種類、結構和功能。同一生物體內不同種類的細胞、同一細胞在不同時空狀態下RNA表達譜的變化，以及與功能之間的關系。（四）非編碼小分子RNA細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA，統稱為非mRNA小RNA(smallnon-messengerRNAs,snmRNAsorsmallnon-codingRNAs)。snmRNAs(smallnon-messengerRNAs,snmRNAsorsmallnon-codingRNAs)。當前第83頁\共有105頁\編于星期三\6點核內小RNA(smallnuclearRNA，snRNA)：存在于真核細胞的細胞核內，因富含UMP殘基，故命名U-snRNA。如U1、U2、U4、U5、U6和U7等，長約100-300個核苷酸，其功能是在hnRNA轉變為成熟mRNA的過程中，參與RNA的剪接，并且在將mRNA從細胞核運到細胞漿的過程中起著重要的作用。核仁小RNA(smallnucleolarRNA，snoRNA)：存在于真核細胞的細胞核仁內，在rRNA前體的剪接加工和轉錄后修飾過程中起重要作用，主要與2'-O-核糖甲基化及假尿嘧啶化修飾有關。在動物中snoRNA的數目可達200個，此外，還有相當數量的snoRNA功能不明，被稱為孤兒snoRNA(orphansnoRNA)。snmRNAs的種類及功能當前第84頁\共有105頁\編于星期三\6點胞質小RNA（smallcytosolRNA，scRNA）：主要存在于細胞漿中，長約300個核苷酸，是蛋白質定位合成于粗面內質網上所需的信號識別體（signalrecognizationparticle）的組成成分，在分泌蛋白質和膜蛋白跨膜轉運中起重要作用。小片段干涉RNA（smallinterferenceRNA,siRNA）：是生物宿主對于外源侵入的基因所表達的雙鏈RNA進行切割所產生的具有特定長度的小片段RNA，可以與外源基因表達的mRNA互補結合，誘發mRNA的降解，使特異基因沉默，表達功能降低或喪失。由siRNA介導的基因表達抑制作用被稱為基因沉默或基因干擾（RNAinterference,RNAi）。目前RNAi已被發展為人工使靶基因沉默的技術，是研究基因功能的有力手段。微RNA（microRNA,miRNA）

:非編碼，長約21-22個核苷酸的雙鏈RNA。通過與細胞質內mRNA3’或5’端非翻譯區部分互補結合，調節mRNA壽命或抑制翻譯。當前第85頁\共有105頁\編于星期三\6點RNAi發現歷程：1990年，CraigC.Mello給矮牽?；ú迦胍环N催生紅色素的基因，希望能夠讓花朵更鮮艷。但意想不到的事發生了：矮牽牛花完全褪色，花瓣變成了白色！CraigC.Mello(1960.10.18-)isaPortuguese-AmericanbiologistandProfessor.Hewasawardedthe2006NobelPrizeforPhysiologyorMedicine,alongwithAndrewZ.Fire,forthediscoveryofRNAinterference.1995年康奈爾大學Guo等在對線蟲C.elegans的研究中，應用正義鏈RNA作為對照，研究par-1基因的表達，意外的發現，正義鏈RNA與反義鏈RNA同樣能夠抑制目的基因的表達。當前第86頁\共有105頁\編于星期三\6點1998年，CraigC.Mello和

AndrewFire等首次將正義鏈反義鏈RNA混合注入線蟲C.elegans中，觀察到更強的基因表達抑制。首次提出了RNAinterference的概念。AndrewZ.Fire(1959.4.27-)isanAmericanbiologistandprofessor.siRNA和miRNA介導的基因沉默機制當前第87頁\共有105頁\編于星期三\6點催化性小RNA（catalyticRNA）：某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶(ribozyme)或催化性RNA。1981年，Cech等在研究中發現，四膜蟲的核rRNA前體中含有約400個堿基的插入序列，可在體外受到剪切并將外顯子連接起來。反應體系中需要鳥苷、Mg2+，但不需要蛋白質，也就是說，這種活性是RNA本身所具有的，即RNA具有酶的活性。Cech等用“核酶”（ribozyme）來描述有催化作用的RNA，打破了多年來“酶的化學本質是蛋白質”的觀念。當前第88頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸的酸堿及溶解度性質核酸為多元酸，具有較強的酸性。核酸的高分子性質粘度：DNA>RNAdsDNA>ssDNA沉降行為:不同構象的核酸分子的沉降的速率有很大差異，這是超速離心法提取和純化核酸的理論基礎。第三節核酸的理化性質及應用核酸的一般理化性質當前第89頁\共有105頁\編于星期三\6點核酸在波長260nm

處有強烈的吸收，是由堿基的共軛雙鍵所決定的。這一特性常用作核酸的定性和定量分析。（一）核酸的紫外吸收堿基的紫外吸收光譜當前第90頁\共有105頁\編于星期三\6點DNA或RNA的定量A