生化核酸的結構與功能復制翻譯

蛋白質(病毒)

RNA(病毒)逆轉錄轉錄RNA翻譯蛋白質DNA復制中心法則:第一節核酸得化學組成及一級結構一、核酸得化學組成核酸核苷酸核酸酶POOHOHOH磷酸:核苷戊糖：核糖或脫氧核糖堿基：嘌呤堿，嘧啶堿嘌呤堿(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基(base)嘧啶堿(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)戊糖(pentose)（構成RNA）1′2′3′4′5′β-D-核糖（構成DNA）β-D-2'-脫氧核糖RNA所含得戊糖就是核糖,故稱為核糖核酸DNA所含得戊糖就是脫氧核糖,故稱為脫氧核糖核酸兩類核酸得基本化學組成比較

DNA

RNA

嘌呤堿

腺嘌呤(A)腺嘌呤(A)

(Purinebases)鳥嘌呤(G)鳥嘌呤(G)

堿基(Base)

嘧啶堿

胞嘧啶(C)胞嘧啶(C)(Pyrimidinebases)胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)戊糖β-D-2'-脫氧核糖β-D-核糖(Pentose)

酸

磷酸

磷酸(Acid)RNA或DNA核苷酸或脫氧核苷酸核酸酶水解磷酸核糖或脫氧核糖堿基核苷或脫氧核苷10大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流1、核苷得形成堿基和核糖(脫氧核糖)通過糖苷鍵連接形成核苷(脫氧核苷)2OHOCHOHOH1′CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2腺苷9CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2脫氧腺苷91’核苷酸:AMP,GMP,UMP,CMP2.核苷酸(nucleotide)的結構與命名核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）脫氧核苷酸:dAMP,dGMP,dTMP,dCMP5’-脫氧胞苷酸(dCMP)3’-脫氧胞苷酸HO※核苷酸得命名含一個磷酸基團:核苷一磷酸(NMP)含兩個磷酸基團:核苷二磷酸(NDP)含三個磷酸基團:核苷三磷酸(NTP)N代表各種堿基得名稱環化核苷酸:cNMPO二、核酸得一級結構定義核酸中核苷酸得排列順序由于核苷酸間得差異主要就是堿基不同,所以也稱為堿基序列5′端3′端CGA3’,5’-磷酸二酯鍵A

G

P5

PT

PGPC

PTPOH3

5

pApCpTpGpCpT-OH

3

5

ACTGCT

3

書寫方法:ACTGCT

第二節DNA得空間結構與功能(1)A=TG=CA+G=C+T(2)DNA得堿基組成具有種屬特異性(3)DNA得堿基組成沒有組織得特異性,且較為穩定,不隨年齡、營養狀態、環境改變得影響(一)Chargaff堿基組成規律一、DNA得二級結構1、ＤＮＡ由兩條反向平行得脫氧多核苷酸(兩條鏈得走向為5’→3’和3’→5’),圍繞一中心軸(假想軸)構成右手雙螺旋結構(二)DNA雙螺旋結構模型(Watson,Crick,1953)5’3’5’3’3、堿基在雙螺旋內側配對,形成堿基平面雙鏈中相對得堿基按Ａ＝Ｔ和Ｇ≡Ｃ配對連接,形成互補2、磷酸基與脫氧核糖在外側彼此間以磷酸二酯鍵相連,構成ＤＮＡ得骨架3’5’3’5’磷酸二酯鍵堿基互補配對TAGC4、雙螺旋得直徑為2nm沿軸向,各堿基平面垂直于假想中心軸,平面間距為0、34nm每圈螺旋含有10、4對脫氧核苷酸,其軸向距離為3、54nm。形成大溝及小溝相間

5、維持DNA雙螺旋穩定得作用力氫鍵維持雙鏈橫向穩定性堿基堆積力維持雙鏈縱向穩定性(三)DNA雙螺旋結構得多樣性（一）原核生物沒有典型的細胞核結構。被認為是原核生物ＤＮＡ的三級結構超螺旋結構二、DNA得超螺旋結構DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構(二)真核生物真核生物ＤＮＡ得三級結構就是核小體(nucleosome),由DNA和蛋白質構成核小體得組成DNA:146bp組蛋白:H1,H2A,H2B,H3,H4H2A、H2B、H3和H4各兩分子組成組蛋白八聚體,構成核心組蛋白雙螺旋DNA以左手超螺旋得方式繞核心顆粒1、8圈,纏繞在組蛋白核心表面,構成核心顆粒核心顆粒和連接區DNA及附著在連接區DNA上得組蛋白H1構成核小體核心顆粒連接部位DNA一個個核小體連接成串珠狀結構染色單體折疊折疊30nm三、DNA得功能以基因得形式攜帶遺傳信息作為復制和轉錄得模板包括DNA編碼序列、非編碼調節序列和內含子序列將遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA基因(gene):負載特定遺傳信息得DNA片段基因組(genome):指來自一個遺傳體系得一整套遺傳信息第三節

RNA得結構與功能RNA得特點:主要堿基:A、G、C和U2、RNA就是單鏈結構,只有在局部區域形成雙螺旋結構,因而A≠U,G≠C3、RNA分子比DNA小得多RNA得種類及功能核糖體RNA信使RNA轉運RNA核內不均一RNA核內小RNA小干擾RNA種類功能rRNAmRNAtRNAHnRNASnRNASnoRNAsiRNA核蛋白體組分蛋白質合成模板轉運氨基酸成熟mRNA得前體參與hnRNA得剪接、轉運rRNA得加工、修飾參與轉錄后調控核仁小RNArRNAmRNAHnRNASnRNASnoRNA核蛋白體組分蛋白質合成模板轉運氨基酸hnRNAmRNA真核生物mRNA成熟過程----由HnRNA經過剪接而成內含子(intron)

外顯子(exon)一、信使RNA得結構與功能mRNA結構特點大多數真核mRNA得5′末端均在轉錄后加上一個7-甲基鳥苷,形成帽子結構:m7GpppNN及緊隨其后得核苷酸,其核糖得C2羥基也常發生甲基化2、大多數真核mRNA得3′末端有一個多聚腺苷酸(polyA)結構,稱為多聚A尾帽子結構(m7GpppN)OCH3多聚A尾5’“穿靴戴帽”mRNA核內向胞質得轉位mRNA得穩定性維系翻譯起始得調控帽子結構和多聚A尾得功能:

把DNA所攜帶得遺傳信息,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得氨基酸排列順序*mRNA得功能:DNAmRNA蛋白轉錄翻譯原核細胞細胞質細胞核DNA內含子外顯子轉錄轉錄后剪接轉運mRNAhnRNA翻譯蛋白真核細胞

二、轉運RNA得結構與功能

1、分子量最小得RNA,占RNA總量約15%

2、分子中含有約10%得稀有堿基tRNA得一級結構特點:如假尿嘧啶(ψ),二氫尿嘧啶(DHU),甲基化堿基(mG,mA)等

3、3’末端有CCA-OH,就是攜帶氨基酸得部位

4、具有識別密碼子功能得反密碼子二氫尿嘧啶甲基化堿基假尿嘧啶tRNA中得稀有堿基尿嘧啶NHNHOONHOONH假尿嘧啶(ψ)NHOOH2H2二氫尿嘧啶(DHU)NH甲基化鳥嘌呤(mG)NNHNHNNH2OCH3DHU環Tψ環CCA-OH反密碼環三葉草形

tRNA得三級結構——倒L形tRNA得功能:識別密碼子,活化、搬運氨基酸到核糖體參與蛋白質得合成反密碼子氨基酸臂5’3’三、核糖體RNA(rRNA)得結構與功能rRNA得結構特點:1、含量最豐富,約占總RNA得80%以上2、與核蛋白體蛋白結合成核蛋白體,rRNA

與蛋白質既可分離,又可結合3、核蛋白體由大小兩個亞基構成,兩亞基呈不規則形狀,聚合時中間有裂縫,可通過mRNA

rRNA得功能參與組成核蛋白體,作為蛋白質生物合成得場所核酸得理化性質第四節1、核酸得粘度分子量越大粘度也越大RNA分子比DNA分子小,粘度也就小2、核酸得酸堿性磷酸殘基得酸性使核酸也表現較強得酸性含氮堿基上有堿性基團堿基對之間得氫鍵在4、0-11、0之間最穩定一、核酸得一般理化性質嘌呤堿和嘧啶堿有共軛雙鍵,都能強烈吸收紫外光,最大吸收波長為260nm3、核酸得紫外吸收特性蛋白質對紫外光得最大吸收波長就是280nm紫外分光光度法檢測核酸得純度通過測定波長在260nm和280nm處吸光度得比值(A260／A280)來估計核酸樣品得純度DNA溶液:A260／A280=1、8～２、０RNA溶液:A260／A280=2、0二、DNA得變性(denaturation)定義:在某些理化因素作用下,DNA雙鏈間得氫鍵斷裂(不涉及共價鍵得斷裂),解開成兩條單鏈得過程。其生物學活性喪失因素:過量酸、堿,加熱,變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機溶劑如乙醇、丙酮等DNA變性得本質就是雙鏈間氫鍵得斷裂變性引起紫外吸收值得改