第二章核酸的分子結(jié)構(gòu)

1、第二章第二章 核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)1 核酸通論核酸通論2 核酸基本構(gòu)件單位核酸基本構(gòu)件單位核苷酸核苷酸3 dna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4 rna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu) 重點內(nèi)容：重點內(nèi)容：核苷酸的化學(xué)組成與命名；核苷酸的化學(xué)組成與命名；dnadna的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)( (雙螺旋模型雙螺旋模型) )；真核生；真核生物物mrnamrna和原核生物和原核生物mrnamrna的結(jié)構(gòu)比較；的結(jié)構(gòu)比較；trnatrna的二級結(jié)構(gòu)。的二級結(jié)構(gòu)。 難點內(nèi)容：難點內(nèi)容：dnadna分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；rnarna分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 了解內(nèi)容：了解內(nèi)容：dn

2、adna雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義；雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義；dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素；雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素； rrnarrna的的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)。二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)。 核酸的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能 1 1 核酸通論核酸通論2 2 核酸基本構(gòu)件單位核酸基本構(gòu)件單位核苷酸核苷酸3 3 dnadna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4 4 rnarna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)1 1 核酸通論核酸通論1.1 1.1 核酸的核酸的研究歷史和重要性研究歷史和重要性1.2 1.2 核酸的核酸的種類和分布種類和分布1.1 核酸的研究歷史和重要性核酸的研究歷史和重要性 1869 miescher從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離

3、出了一從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出了一 種含磷酸的有種含磷酸的有機物，當(dāng)時稱為核素（機物，當(dāng)時稱為核素（nuclein）,后稱為核酸（后稱為核酸（nucleic acid）；）；此后幾十年內(nèi)，弄清了核酸的組成及在細(xì)胞中的分布。此后幾十年內(nèi)，弄清了核酸的組成及在細(xì)胞中的分布。 1944 avery 等成功進行肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗；等成功進行肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗；1952年年hershey等等的實驗表明的實驗表明32p-dna可進入噬菌體內(nèi)，可進入噬菌體內(nèi)， 證明證明dna是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。 1953 watson和和crick建立了建立了dna結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型，說明了結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型，說明了基因的結(jié)構(gòu)

4、、信息和功能三者間的關(guān)系，推動了分子生物學(xué)的基因的結(jié)構(gòu)、信息和功能三者間的關(guān)系，推動了分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展。迅猛發(fā)展。 1958 crick提出遺傳信息傳遞的中心法則，提出遺傳信息傳遞的中心法則， 60年代年代 rna研究取得大發(fā)展（操縱子學(xué)說，遺傳密碼，逆轉(zhuǎn)研究取得大發(fā)展（操縱子學(xué)說，遺傳密碼，逆轉(zhuǎn)錄酶）。錄酶）。核酸的研究歷史和重要性（續(xù)）核酸的研究歷史和重要性（續(xù)）歷史歷史 70年代年代 建立建立dna重組技術(shù)，改變了分子生物學(xué)的面貌，并導(dǎo)重組技術(shù)，改變了分子生物學(xué)的面貌，并導(dǎo)致生物技術(shù)的興起。致生物技術(shù)的興起。 80年代年代 rna研究出現(xiàn)第二次高潮：研究出現(xiàn)第二次高潮：ribozym

5、e、反義反義rna、“rna世界世界”假說等等。假說等等。90年代以后年代以后 實施人類基因組計劃（實施人類基因組計劃（hgp）, 開辟了生命科學(xué)開辟了生命科學(xué)新紀(jì)元。新紀(jì)元。人類基因組測序完成后，生命科學(xué)進入后基因組時代：人類基因組測序完成后，生命科學(xué)進入后基因組時代： 功能基因組學(xué)（功能基因組學(xué)（functional genomics） hapmap(單體型圖單體型圖 ) (基于基于snp) 蛋白質(zhì)組學(xué)（蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics） 1.2 1.2 核酸種類和分布核酸種類和分布 脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, dna）: 遺傳信息的貯存和攜帶者

6、，生物的主要遺傳物質(zhì)。在真遺傳信息的貯存和攜帶者，生物的主要遺傳物質(zhì)。在真核細(xì)胞中，核細(xì)胞中，dna主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中均主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中均有各自的有各自的dna。原核細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，原核細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，dna存存在于稱為在于稱為擬核（擬核（nucleoid)的結(jié)構(gòu)區(qū)。每個原核細(xì)胞一般只有的結(jié)構(gòu)區(qū)。每個原核細(xì)胞一般只有一個染色體，每個染色體含一個雙鏈環(huán)狀一個染色體，每個染色體含一個雙鏈環(huán)狀dna。 核糖核酸核糖核酸（ribonucleic acid, ribonucleic acid, rnarna）：）：主要參與遺傳信息的傳遞和表達過程

7、，細(xì)胞內(nèi)主要參與遺傳信息的傳遞和表達過程，細(xì)胞內(nèi)的的rnarna主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，少量存在于細(xì)胞核主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，少量存在于細(xì)胞核中，病毒中中，病毒中rnarna本身就是遺傳信息的儲存者如本身就是遺傳信息的儲存者如逆逆轉(zhuǎn)錄病毒（轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus)retrovirus)。另外在植物中還發(fā)現(xiàn)。另外在植物中還發(fā)現(xiàn)了一類比病毒還小得多的侵染性致病因子稱為了一類比病毒還小得多的侵染性致病因子稱為 類病毒（類病毒（viroidviroid) )和和擬病毒（擬病毒（virusoidvirusoid or or satellite rna)satellite rna)，還發(fā)現(xiàn)有些，還發(fā)現(xiàn)有

8、些rnarna具生物催化作具生物催化作用用（ribozymeribozyme）。2 核酸的基本結(jié)構(gòu)單位核酸的基本結(jié)構(gòu)單位核苷酸核苷酸2.1 核苷酸的化學(xué)組成與命名核苷酸的化學(xué)組成與命名 2.1.1 堿基、核苷、核苷酸的概念和關(guān)系堿基、核苷、核苷酸的概念和關(guān)系 2.1.2 常見堿基的結(jié)構(gòu)與命名法常見堿基的結(jié)構(gòu)與命名法 2.1.3 常見（脫氧）核苷酸的基本結(jié)構(gòu)與命名常見（脫氧）核苷酸的基本結(jié)構(gòu)與命名 2.1.4 稀有核苷酸稀有核苷酸 2.1.5 細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物2.2 核苷酸的核苷酸的生物學(xué)功能生物學(xué)功能 5 -磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)oo（n

9、= a、g、c、u、t）hh(o)h1 2 nohch2hh5 4 3 po-ooo-核糖核糖(pentose sugar )磷酸磷酸(phosphate) 堿基堿基(nitrogenous base)2.1.1 堿基堿基(base)、核苷、核苷(nucleoside)、核苷酸、核苷酸(nucleotide)的概念和關(guān)系的概念和關(guān)系 nitrogenous basepentose sugarhoch2hohdeoxyribose (in dna)hoch2hoohribose (in rna)phosphatepyrimidinecytosinethymineuracilcutpurinead

10、enineguanineag核苷酸核苷酸磷磷酸酸核核苷苷戊戊糖糖堿堿基基2.1.2 基本堿基結(jié)構(gòu)和命名基本堿基結(jié)構(gòu)和命名嘌呤（嘌呤（purine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)adenine (a)guanine (g)cytosine (c)uracil (u)thymine (t)核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名腺嘌呤核苷酸（腺嘌呤核苷酸（ amp） adenosine monophosphate脫氧腺嘌呤核苷酸（脫氧腺嘌呤核苷酸（damp） deoxyadenosine monophosphate鳥嘌呤核苷酸（鳥嘌呤核苷酸（gmp）胞嘧啶核苷酸（胞嘧啶核苷酸（cmp）尿嘧啶核苷酸（

11、尿嘧啶核苷酸（ump）脫氧鳥嘌呤核苷酸（脫氧鳥嘌呤核苷酸（dgmp）脫氧胞嘧啶核苷酸（脫氧胞嘧啶核苷酸（dcmp）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dtmp）hoh2.1.3 常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名pppppppp鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸（gmp）尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（ump）胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（cmp）腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸（amp）脫氧腺嘌呤核苷酸脫氧腺嘌呤核苷酸（damp）脫氧鳥嘌呤核苷酸脫氧鳥嘌呤核苷酸（dgmp）脫氧胞嘧啶核苷酸脫氧胞嘧啶核苷酸（dcmp）脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dtmp）2.1.4 幾種稀有核苷幾

12、種稀有核苷假尿苷（假尿苷（ ）二氫尿嘧啶（二氫尿嘧啶（dhu）amch3ch3h3cm 2 ghhhh62-o-2-o-甲基腺苷甲基腺苷n6n6，n6-n6-二甲基腺苷二甲基腺苷2.1.5 細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物 多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸 環(huán)核苷酸環(huán)核苷酸 輔酶類核苷酸。輔酶類核苷酸。 5 -nmp 5 -ndp 5 -ntpn=a、g、c、u 5 -dnmp 5 -dndp 5 -dntp n=a、g、c、t腺苷酸及其多磷酸化合物腺苷酸及其多磷酸化合物 amp adenosine monophosphate adp adenosine diphosphate a

13、tp adenosine triphosphateopoohoa (g)ooohch2hhhhcamp(cgmpcamp(cgmp) )的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)33，5- cyclic 5- cyclic adenylicadenylic ( (guaninicguaninic) acid) acid2.2 核苷酸的生物學(xué)功能核苷酸的生物學(xué)功能 作為核酸的單體作為核酸的單體 細(xì)胞中的攜能物質(zhì)（如細(xì)胞中的攜能物質(zhì)（如atp、gtp、ctp、ttp） 酶的輔助因子的結(jié)構(gòu)成分（如酶的輔助因子的結(jié)構(gòu)成分（如nad）(nicotinamide adenine dinucleotide, 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺

14、嘌呤二核苷酸) 細(xì)胞通訊的媒介（如細(xì)胞通訊的媒介（如camp、cgmp） 3 dna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu) 3.1 核酸分子中的核酸分子中的共價鍵共價鍵3.2 dna 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 3.3 dna堿基組成的堿基組成的chargaff規(guī)則規(guī)則3.4 dna的的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)3.5 dna的的三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 3.6 dna與與蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)5 5 3 3 3.1 核酸分子中核苷酸核酸分子中核苷酸之間的共價鍵之間的共價鍵3 -5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵3.2 dna 的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu) dna分子中各脫氧核苷酸分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式（之間的連接方式（3 -5 磷

15、酸二磷酸二酯鍵酯鍵）和排列順序叫做）和排列順序叫做dna的的一級結(jié)構(gòu)，簡稱為堿基序列。一一級結(jié)構(gòu)，簡稱為堿基序列。一級結(jié)構(gòu)的走向的規(guī)定為級結(jié)構(gòu)的走向的規(guī)定為5 3 。不同的不同的dna分子具有不同的核分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶有不同苷酸排列順序，因此攜帶有不同的遺傳信息。的遺傳信息。 一級結(jié)構(gòu)的表示法一級結(jié)構(gòu)的表示法 結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式5 3 dnadna一級結(jié)構(gòu)的表示法一級結(jié)構(gòu)的表示法5 3 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式5 3 p p p poh3 actg1 線條式線條式5 actgcatagctcga 3 字母式字母式3.3 dna堿基組成的堿基組成的chargaf

16、f規(guī)則規(guī)則 chargaff首先注意到首先注意到dna堿基組成的某些規(guī)律性，在堿基組成的某些規(guī)律性，在1950年總結(jié)出年總結(jié)出dna堿基組成的規(guī)律：堿基組成的規(guī)律： 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，即腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，即 a=t。 鳥嘌呤和胞腺嘧啶的摩爾數(shù)也相等，即鳥嘌呤和胞腺嘧啶的摩爾數(shù)也相等，即g=c。 含含氨基的堿基總數(shù)等于含酮基堿基總數(shù)，即氨基的堿基總數(shù)等于含酮基堿基總數(shù)，即a+c=g+t。 嘌呤的總數(shù)等于嘧啶的總數(shù)，即嘌呤的總數(shù)等于嘧啶的總數(shù)，即a+g=c+t。 dnadna一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)5 3 dnadna、rnarna的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)ohohoh5 3 rnarn

17、a一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)3.4 dna的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)（1） dna的的雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)(watson-crick模型模型)（2） dna雙雙螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)特征特征及意義及意義（3） dna雙螺旋的雙螺旋的多態(tài)性多態(tài)性（4）dna的的三股螺旋三股螺旋（tripkex）dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成5 3 5 3 5 3 5 3 磷酸磷酸核糖核糖堿基堿基t-a堿基對堿基對c-g堿基對堿基對dna的雙螺旋模型特點的雙螺旋模型特點 a. 兩條反向平行的多聚核苷酸鏈沿一個假兩條反向平行的多聚核苷酸鏈沿一個假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。 b. 磷酸和脫氧核

18、糖單位作為不變的骨架組磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架組成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈間堿基按，鏈間堿基按at，gc配對（配對（堿基配對堿基配對原則原則，chargaff定律定律） c. 螺旋直徑螺旋直徑2nm，相鄰堿基平面垂直距離相鄰堿基平面垂直距離0.34nm,螺旋結(jié)構(gòu)每隔螺旋結(jié)構(gòu)每隔10個堿基對（個堿基對（base pair, bp）重復(fù)一次，間隔為重復(fù)一次，間隔為3.4 nma:angstrom 氫鍵氫鍵 堿基堆集力堿基堆集力 磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和組蛋白或正離子中和 堿基處于疏水環(huán)境中堿基處于疏水環(huán)

19、境中dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義的意義 該模型揭示了該模型揭示了dnadna作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價值的是確認(rèn)了特征，最有價值的是確認(rèn)了堿基配對堿基配對原則，這原則，這是是dnadna復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達的分子基礎(chǔ)。該模型的提遺傳信息傳遞和表達的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是出是2020世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個生命科學(xué)飛了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。速發(fā)展的

20、基石。dna雙螺旋的不同構(gòu)象雙螺旋的不同構(gòu)象三種三種dna雙螺旋構(gòu)象比較雙螺旋構(gòu)象比較a-dnaz-dnab-dnaa b z外型外型 粗短粗短 適中適中 細(xì)長細(xì)長螺旋方向螺旋方向 右手右手 右手右手 左手左手螺旋直徑螺旋直徑 2.55nm 2.37nm 1.84nm堿基直升堿基直升 0.23nm 0.34nm 0.38nm每圈堿基數(shù)每圈堿基數(shù) 11 10 12堿基傾角堿基傾角 200 00 70大溝大溝 很窄很深很窄很深 很寬較深很寬較深 平坦平坦小溝小溝 很寬、淺很寬、淺 窄、深窄、深 較窄很深較窄很深4三鏈dna既可以是b-dna與另一條dna鏈結(jié)合成的鏈間的三鏈dna，又可以是b-dn

21、a與其自身的一條鏈結(jié)合形成的鏈內(nèi)的三鏈dna。(第9頁)4分子內(nèi)三鏈dna于1987年由mirkin在超螺旋中發(fā)現(xiàn)。其形成要求雙螺旋中存在連續(xù)的嘌呤或嘧啶序列，而且必須是鏡像重復(fù)序列。 dna分子內(nèi)分子內(nèi)的三鏈結(jié)構(gòu)的三鏈結(jié)構(gòu) dna分子間分子間的三鏈結(jié)構(gòu)的三鏈結(jié)構(gòu)dna三鏈間三鏈間的堿基配對的堿基配對t-a-tc-g-c鏡像重復(fù)序列：由反方向完全相同的兩個序列組成。5 ggaatcgatcttttctagctaagg 3 3ccttagctagaaaagatcgattcc 54反轉(zhuǎn)重復(fù)（inverted repeated)：由反方向互補的兩個dna片段組成，兩個反轉(zhuǎn)重復(fù)序列又叫回文序列(pal

22、indrome sequence)。(第47頁)4鏡像重復(fù)(mirror repeat)：由反方向完全相同的兩個序列組成。4直接重復(fù)(direct repeat)：由同一方向完全相同的兩個序列組成。正向重復(fù)序列、順向重復(fù)序列。3.5 dna的三級結(jié)構(gòu)超螺旋（supercoil）4生物體閉環(huán)dna都以超螺旋形式存在，如細(xì)菌質(zhì)粒、病毒、線粒體dna。線性dna分子或環(huán)狀dna分子中有一條鏈有缺口時不能形成超螺旋。4超螺旋的意義：緊密，體積更?。荒苡绊戨p螺旋的解鏈程序，因而影響dna分子與其它分子之間的相互作用。螺螺旋旋和和超超螺螺旋旋電電話話線線螺旋螺旋超螺旋超螺旋dna的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)超螺旋

23、是dna三級結(jié)構(gòu)的一種普遍形式，雙螺旋dna的松開導(dǎo)致負(fù)超螺旋，而擰緊則導(dǎo)致正超螺旋。4 4 rnarna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4.1 rna一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 和和類別類別4.2 trna 的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4.3 rrna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4.4 mrna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)4.1.1 rna的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)(第第10頁頁) rna分子中各核苷之間分子中各核苷之間的連接方式（的連接方式（3 -5 磷酸二磷酸二酯 鍵酯 鍵 ） 和 排 列 順 序 叫 做） 和 排 列 順 序 叫 做rna的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)ohohoh5 3 rna與與dna的差異的差異 dna rna糖糖 脫氧核糖脫

24、氧核糖 核糖核糖堿基堿基 agct agcu 不含稀有堿基不含稀有堿基 含稀有堿基含稀有堿基4.1.2 rna的類別的類別 信使信使rna（messenger rna，mrna）：）：在蛋白在蛋白質(zhì)合成中起模板作用；質(zhì)合成中起模板作用； 核糖體核糖體rna（ribosomal rna，rrna）：）：與蛋與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體（白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體（ribosome）, 核糖體是蛋白質(zhì)合核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所；成的場所； 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移rna（transfer rna，trna）：）：在蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)合成時起著攜帶活化氨基酸的作用。合成時起著攜帶活化氨基酸的作用。4.2 4.2 trnatrna 的

25、結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)特征特征： 單鏈單鏈 三葉草葉形三葉草葉形 四臂四環(huán)四臂四環(huán)三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 特征：特征： 在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進一步折疊扭曲形成倒進一步折疊扭曲形成倒l型型trna的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu) 4.3 rrna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)特征特征： 單鏈，螺旋化程度較單鏈，螺旋化程度較trna低低 與蛋白質(zhì)組成核糖體后方能發(fā)揮其功能與蛋白質(zhì)組成核糖體后方能發(fā)揮其功能5 5s rnas rna的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)s: theodor svedberg rrnarrna與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，后者是蛋白質(zhì)合與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，后者是蛋白質(zhì)合成的場所。成的場所。核

26、糖體的組成核糖體的組成原核生物（70s，小30s大50s）真核生物（80s,小40s大60s）小亞基rrna蛋白質(zhì)16s(有mrna識別結(jié)合位點)18s(有mrna識別結(jié)合位點)21種33種大亞基rrna23s、5s（識別、結(jié)合trna）28s、5s、5.8s(識別、結(jié)合trna)蛋白質(zhì)34種49種 一切生物的遺傳密碼都要在核糖體上翻譯。病毒本身沒有核糖體，其一切生物的遺傳密碼都要在核糖體上翻譯。病毒本身沒有核糖體，其mrnamrna要靠宿主要靠宿主細(xì)胞的核糖體來翻譯。細(xì)胞的核糖體來翻譯。 4.4 mrna的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)(第第11頁頁)原核生物原核生物mrna特征特征： 先導(dǎo)區(qū)先導(dǎo)區(qū)+翻

27、譯區(qū)（翻譯區(qū)（多順反子多順反子）+末端序列末端序列真核生物真核生物mrna特征特征： “帽子帽子”（m7g-5 ppp5 -n-3 p）+單順單順反子反子+“尾巴尾巴”（poly a）mrna原核生物mrna結(jié)構(gòu)特點：1、多順反子（polycistron）:一分子mrna帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息，可以作為幾種蛋白質(zhì)的模板，能翻譯出幾種蛋白質(zhì)。2、 mrna5端無帽子結(jié)構(gòu),3 端一般無多聚a的尾巴。3、一般沒有修飾堿基。原核細(xì)胞原核細(xì)胞mrnamrna的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點5 3 順反子順反子順反子順反子順反子順反子插入順序插入順序插入順序插入順序先導(dǎo)區(qū)先導(dǎo)區(qū)末端順序末端順序真核生物mrna結(jié)構(gòu)的

28、特點特點1、5 末端有帽子帽子結(jié)構(gòu)。2、3端多數(shù)帶有多聚a的尾巴(polyadenylate tail),其長度為20200個a.3、分子中可能有修飾堿基,主要是甲基化.4、分子中有編碼區(qū)編碼區(qū)與非編碼區(qū)。 非編碼區(qū)（untranslated region utr）位于編碼區(qū)的兩端；5 非編碼區(qū)有翻譯起始信號。5、只編碼一條肽鏈。真核細(xì)胞真核細(xì)胞mrnamrna的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點aaaaaaa-oh5 “帽子帽子”polya 3 順反子順反子m7g-5 ppp-n-3 p核內(nèi)不均一rna（hnrna）4真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄生成mrna的前體。（第11頁）4加工過程包括：5加帽；3端加尾；內(nèi)含子的切除

29、和外顯子外顯子的拼接；分子內(nèi)部的甲基化修飾作用；核苷酸序列的編輯作用。（第五章 第五節(jié)）小分子核內(nèi)rna(snrna)（第14頁）4真核細(xì)胞真核細(xì)胞核內(nèi)一組小分子rna,含70300堿基,序列中尿嘧啶含量較高,因此又用u命名.4既非任何rna的前體,也非某種rna代謝的中間產(chǎn)物,而是具有獨特功能且獨立存在的實體,參與mrna的加工（第五章）。4常與多種特異的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成小分子核內(nèi)核蛋白顆粒（small nuclear ribonucleoprotein particle，snrnp）反義rna（第（第19頁）頁）4堿基序列正好與有意義mrna互補的rna，又稱為調(diào)節(jié)rna。4可與mr

30、na配對結(jié)合形成雙鏈，最終抑制mrna作為模板進行翻譯。4還可作為dna復(fù)制的抑制因子，與引物rna互補結(jié)合抑制dna復(fù)制，及在轉(zhuǎn)錄水平上與mrna5端互補，阻止rna合成轉(zhuǎn)錄。4可以人工合成反義rna來調(diào)節(jié)基因的表達,用于疾病治療。4原核生物中也有一種mrna干擾互補rna（mrna interfering complementary rna，micrna），也可與特異mrna結(jié)合并阻止翻譯。1.1.概念概念 反義核酸也稱反義基因，即能通過互補堿基與反義核酸也稱反義基因，即能通過互補堿基與dnadna或或mrnamrna互補的核互補的核酸分子。酸分子。2.2.基本原理基本原理 基因表達是基因

31、產(chǎn)生功能的過程基因表達是基因產(chǎn)生功能的過程，這一過程主要涉及到，這一過程主要涉及到dnadna的復(fù)制、的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，該過程任一環(huán)節(jié)受阻都會影響到基因功能的產(chǎn)生，基于轉(zhuǎn)錄和翻譯，該過程任一環(huán)節(jié)受阻都會影響到基因功能的產(chǎn)生，基于這一基本原理，開展了反義核酸（基因）療法的基本的研究。這一基本原理，開展了反義核酸（基因）療法的基本的研究。 目前反義核酸療法目前反義核酸療法多應(yīng)用于抗腫瘤和抗病毒感染治療中。多應(yīng)用于抗腫瘤和抗病毒感染治療中。 對于抗腫瘤，對于抗腫瘤，反義核酸治療就是應(yīng)用反義核酸在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平反義核酸治療就是應(yīng)用反義核酸在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平阻斷某些異?；虻谋磉_，以阻斷瘤細(xì)胞內(nèi)異常信號的傳導(dǎo)，使瘤細(xì)阻斷某些異?；虻谋磉_，以阻斷瘤細(xì)胞內(nèi)異常信號的傳導(dǎo)，使瘤細(xì)胞進入正常分化軌道或引起細(xì)胞凋亡。胞進入正常分化軌道或引起細(xì)胞凋亡。 對于抗病毒感染治療，反義核酸結(jié)果用反義對于抗病毒感染治療，反義核酸結(jié)果用反義dnadna或反義或反義rnarna來阻斷來