生物化學(xué)（上）：12核酸通論

1、第四單元第四單元 核酸化學(xué)核酸化學(xué)第十二章第十二章 核酸通論核酸通論第十三章第十三章 核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu) 第十四章第十四章 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)第十五章第十五章 核酸的研究方法核酸的研究方法第第1212章章 核酸通論核酸通論 一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史二、核酸的種類和分布二、核酸的種類和分布三、核酸的生物功能三、核酸的生物功能一一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡(jiǎn)史(P470) 1944年，年，Avery等人報(bào)道了從一株光滑型肺炎球菌（等人報(bào)道了從一株光滑型肺炎球菌（S,有有莢膜）提取出來(lái)的莢膜）提取出來(lái)的DNA能使另一株粗糙型肺炎球菌（能使另一株粗糙型肺

2、炎球菌（R，無(wú)莢膜）轉(zhuǎn)化成光滑型，使人致病，這一發(fā)現(xiàn)令人們意識(shí)無(wú)莢膜）轉(zhuǎn)化成光滑型，使人致病，這一發(fā)現(xiàn)令人們意識(shí)到了核酸的生物學(xué)作用，即到了核酸的生物學(xué)作用，即DNA是遺傳信息的攜帶者。是遺傳信息的攜帶者。核酸是由多個(gè)單核苷酸聚合而成的具有一定空間結(jié)構(gòu)核酸是由多個(gè)單核苷酸聚合而成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的大分子化合物。的大分子化合物。核酸的研究是核酸的研究是18691869年瑞士人年瑞士人MiescherMiescher從膿細(xì)胞核里提取出核素從膿細(xì)胞核里提取出核素(nuclein)(nuclein)開始的，核素其實(shí)質(zhì)就是我開始的，核素其實(shí)質(zhì)就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的核蛋白，在去除其蛋白質(zhì)們現(xiàn)在所說(shuō)的核蛋白，

3、在去除其蛋白質(zhì)后，即得核酸后，即得核酸( (Nucleic AcidNucleic Acid )。 Miescher二二、核酸的種類和分布核酸的種類和分布(P(P473473) ) 核酸可分為：核酸可分為： 核糖核酸核糖核酸( (R RiboiboN Nucleic ucleic A Acidcid , , RNARNA) ) 脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸( (D DeoxyriboeoxyriboN Nucleic ucleic A Acidcid , , DNADNA) ) RNA RNA又分為：又分為： 信使信使( (messengermessenger)RNA()RNA(m mRNARNA

4、) ) 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移( (transfertransfer)RNA ()RNA (tRNAtRNA) ) 核糖體核糖體( (ribosomalribosomal) RNA () RNA (rRNArRNA) )三種。三種。 DNADNA主要存在于細(xì)胞核的染色質(zhì)中，線粒體、葉綠體中主要存在于細(xì)胞核的染色質(zhì)中，線粒體、葉綠體中 也有少量也有少量DNADNA；RNARNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。 核酸核酸 （nucleic acid）脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNADNA） 核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNARNA（tRNAtRNA）核糖體核糖體RNA(rRNARNA(r

5、RNA) )信使信使RNARNA（mRNAmRNA）l 另外，真核生物的細(xì)胞核中尚有少量不同于上另外，真核生物的細(xì)胞核中尚有少量不同于上述三類細(xì)胞質(zhì)述三類細(xì)胞質(zhì)RNARNA的細(xì)胞核的細(xì)胞核RNARNA(nRNA)(nRNA)。 nRNAnRNA分為兩類：分為兩類：l 一類是上述三類細(xì)胞質(zhì)一類是上述三類細(xì)胞質(zhì)RNARNA的前體，如不均一核的前體，如不均一核RNARNA(hnRNA)(hnRNA)是是mRNAmRNA的前體。的前體。l 另一類是小核另一類是小核RNARNA(snRNA)(snRNA)，它們平均分子質(zhì)量較，它們平均分子質(zhì)量較小，與小，與mRNAmRNA前體及前體及rRNArRNA前體

6、的加工有關(guān)。前體的加工有關(guān)。 三三、核酸的生物功能核酸的生物功能 ( (一一)DNA)DNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì) ( (二二)RNA)RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成參與蛋白質(zhì)的生物合成 ( (三三)RNA)RNA功能的多樣性功能的多樣性 證據(jù)證據(jù)：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 粗糙（粗糙（Rough) 無(wú)多糖莢膜無(wú)多糖莢膜 無(wú)毒性無(wú)毒性19281928年年，格里菲思用兩種不同類型的肺炎雙球菌去感染小鼠。格里菲思用兩種不同類型的肺炎雙球菌去感染小鼠。 光滑（光滑（Smooth） 有多糖莢膜有多糖莢膜 有毒性有毒性多糖莢膜多糖莢膜型細(xì)菌型細(xì)菌型細(xì)菌型細(xì)菌SR( (一一) )DN

7、ADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)( (一一) )DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì) 證據(jù)證據(jù)： 19441944年年AveryAvery的細(xì)菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的細(xì)菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn) 從從有莢膜的，菌落光滑有莢膜的，菌落光滑的的型肺炎球菌（型肺炎球菌（SS）細(xì)胞中）細(xì)胞中提取純化的提取純化的DNADNA，加到，加到無(wú)莢膜的菌落粗糙無(wú)莢膜的菌落粗糙的的型細(xì)菌（型細(xì)菌（RR）培養(yǎng)物中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)物中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DNADNA能使一部分能使一部分RR型細(xì)胞獲得合成型細(xì)胞獲得合成SS細(xì)胞特有的莢膜多糖的能力。蛋白質(zhì)及多糖物質(zhì)沒(méi)有這種細(xì)胞特有的莢膜多糖的能力。蛋白質(zhì)及多糖物質(zhì)沒(méi)有這種轉(zhuǎn)化能力。若將轉(zhuǎn)化能力

8、。若將DNADNA降解，也就失去轉(zhuǎn)化能力。降解，也就失去轉(zhuǎn)化能力。+ S S型細(xì)胞型細(xì)胞 （有毒）（有毒）破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞DNADNA+ + R R型細(xì)胞型細(xì)胞 （無(wú)毒）（無(wú)毒） R R型細(xì)胞接受型細(xì)胞接受 S S型的型的DNADNA少數(shù)少數(shù) R R型細(xì)型細(xì)胞被轉(zhuǎn)化產(chǎn)生胞被轉(zhuǎn)化產(chǎn)生 S S型莢膜型莢膜大多數(shù)仍為大多數(shù)仍為 R R型型DNADNA酶降解酶降解后的后的DNADNA只有只有 R R型型 (二二)RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成參與蛋白質(zhì)的生物合成 實(shí)驗(yàn)表明，由實(shí)驗(yàn)表明，由3 3類類RNARNA共同控制著蛋白質(zhì)的生物合成共同控制著蛋白質(zhì)的生物合成。核。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。lrRNArRNA約占細(xì)胞總約占細(xì)胞總RNARNA的的80%80%，它是裝配者并起催化作用。，它是裝配者并起催化作用。ltRNAtRNA占細(xì)胞總占細(xì)胞總RNARNA的的15%15%，它是轉(zhuǎn)換器，攜帶氨基酸并起解，它是轉(zhuǎn)換器，攜帶氨基酸并起解譯作用。譯作用。lmRNAmRNA占細(xì)胞總占細(xì)胞總RNARNA的的3%-5%3%-5%，它是信使，攜帶，它是信使，攜帶DNADNA的遺傳信的遺傳信息并起蛋白質(zhì)合成的模板作用。息并起蛋白質(zhì)合成的模板作用。（三）（三）RNARNA功能的多樣性功能的多樣性歸納起來(lái)歸納起來(lái)RNARNA有有5 5類功能：類功能：1 1、控制