核酸結構和功能以及核苷酸代謝

1、關于核酸的結構與功能及核苷酸代謝第一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2 DNA 染色體 脫氧核糖核酸核酸 RNA 細胞核/質 核糖核酸DNA: 儲存細胞所有的遺傳信息RNA： 在遺傳信息的表達及蛋白質合成中 起作用(某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體)。Deoxyribonucleic acidRibonucleic acidNucleic acid第二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3第一節(jié) 核酸的化學組成組成元素：C、H、O、N、P基本單位（構件分子）：核苷酸磷酸酯鍵磷酸酯鍵第三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4 堿基 + 核糖 + 磷酸嘧啶或嘌呤 核糖或脫

2、氧核糖 核苷nucleoside 核苷酸 nucleotide組成核酸的基本構件分子：核苷酸第四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5一、堿基：含氮的雜環(huán)化合物，有嘧啶和 嘌呤的衍生物組成嘌呤：第五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月6腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G）第六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月7嘧啶： 胞嘧啶 （C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U）（C）（U）（T）CH3第七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月8二、 戊糖構型：-D-核糖、 -D-脫氧核糖OHOHHOCH2HOCH2第八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月9三、核苷 含氮堿（嘌呤或嘧啶）+核

3、糖（脫氧核糖）核苷H糖苷鍵（N-C）第九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月10四、核苷酸（核苷 + 磷酸） 核苷中戊糖5碳原子上的羥基與磷酸通過磷酸酯鍵相連形成種類：核糖核苷酸 脫氧核糖核苷酸 磷酸酯鍵磷酸酯鍵第十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月11根據(jù)連接的磷酸數(shù)目分為：NMP、dNMP、NDP、dNDP、NTP、dNTP第十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月12核苷酸作用： 1. 合成核酸的主要原料 2. 在物質代謝中起著供能（ATP、 活性載體（UDPG、CDP-膽堿） 3. 構成輔酶（NAD+、FAD） 4. 作為激素第二信使參與體內信 號傳遞（cAMP、c

4、GMP）第十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1313信息分子-cAMP能量ATP活性葡萄糖供體維生素B2、B3體內活性形式第十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月14五、核酸中核苷酸的連接方式連接鍵： 3- 5磷酸二酯鍵 一個核苷酸的3-OH與另一個核苷酸的5-磷酸脫水縮合形成多聚核苷酸鏈。具有方向性5到3H3,5磷酸二酯鍵 35第十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月15A C P5 P T PG PC PT P OH 3 書寫方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 線條式字母式第十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1

5、6思考題：什么叫做核酸、核苷酸、核苷？參與核酸組成的常用堿基是那些？參與核酸組成的糖有幾種？體內有幾種核酸？核酸中連接核苷酸的的共價鍵是什么？第十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月17DNA分子的一極結構 多核苷酸鏈中的脫氧 核糖核苷酸（堿基） 的排列順序參與堿基： A、T、C、G第二節(jié) DNA的結構與功能排列順序？dAMP、 dTMP 、 dCMP、 dGMP 第十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月18二、. DNA的二級結構： 雙螺旋結構模型（double helix structure)揭示了生物界遺傳性狀得以遺傳的分子奧秘由許多脫氧單核苷酸組成的雙螺旋大分子第十八張

6、，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月19雙螺旋結構特點：（1）由兩條長度相同、反向平行的互補多脫氧 核苷酸長鏈為骨架。右旋方式饒一個共同 的中軸旋繞，直徑2nm。（2）疏水的堿基平面在螺旋的內側，垂直于螺 旋縱軸。親水的糖、磷酸骨架在螺旋外側， 與堿基平面互相垂直。每個螺旋有10個堿基， 兩個堿基之間的距離為0.34 nm。第十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月20（3）螺旋的表面有大溝(major groove)、小溝 (minor groove)。是蛋白質與DNA互相作用 部位。（4）兩條反向平行鏈以堿基配對而固定在一 起。A=T、G=C，兩者之間以氫鍵相連第二十張，PPT共

7、九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月21縱向：堿基堆積力（上、下堿基平面的 疏水基團形成的力）橫向：堿基對之間的氫鍵（5）維持雙螺旋結構穩(wěn)定的兩種力第二十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月225533第二十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月23第二十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月24三、 DNA的超級結構 在雙螺旋的基礎上進一步盤曲所形成的超螺旋結構。正超螺旋(positive supercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同負超螺旋(negative supercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反第二十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月25真核生物

8、DNA的高級結構 -DNA與蛋白質形成復合物 真核生物基因組DNA比較大，通常與蛋白質結合，進行折疊壓縮染色體結構。 DNA纏繞在組蛋白上，折疊成核小體（染色質的基本組成單位）第二十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月26 幾個核小體組成染色質纖維，染色質纖維進一步盤曲，折疊形成染色單體。第二十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月27四、DNA的功能： 生物遺傳信息的攜帶者，基因復制和基因表達（轉錄和翻譯）的模板 是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎。第二十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月28 五、基因與基因組 能編碼有功能的蛋白質多肽鏈或合成 RNA所

9、必需的DNA序列，是核酸分子的功能單位。（gene)基因- DNA分子中的特定區(qū)段第二十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月29基因組（genome)-一個生物體的全部基因序列（儲存了一個物種所有的遺傳信息。 各種生物基因組的大小、結構、基因的種類和數(shù)量都是不同的。第二十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月30RNA的一級結構 - RNA分子中堿基組成和排列順序分子量小于DNA，數(shù)量多， 種類多，分子大小不一， 結構不同堿基種類：A、G、C、U、少量的稀有堿基。第三節(jié) RNA的結構與功能AMP、 GMP、 CMP、 UMP第三十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月31分類

10、（參與蛋白質合成中作用不同） tRNA（transfer RNA) 轉運氨基酸和識別密碼子 mRNA (messenger RNA) 在蛋白質翻譯中提供遺傳密碼 rRNA ( ribosomal RNA) 提供蛋白質合成場所第三十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月32種類多，分子大小不一，含量少，約占3%結構：真核生物與原核生物結構差異很大一、信使RNA（ mRNA ）第三十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月33mRNA的功能： 傳遞DNA的遺傳信息，作為蛋白質合成模板，指導蛋白質生物合成。分子中相鄰的三個核苷酸編成一組，作為密碼子，決定編碼某種氨基酸第三十三張，PPT共九

11、十一頁，創(chuàng)作于2022年6月34二、 tRNA 的結構結構特點：體內將近有上百種tRNA，大部分核苷酸數(shù)都在 60-90 之間 含有稀有堿基，約占1020，轉錄后修飾的 所有的tRNA3末端 都是-CCA- 氨基酸臂 二級結構是三葉草型，局部的雙螺旋組成的發(fā)夾結構 功能區(qū)：氨基酸臂、反密碼環(huán) 三級結構是倒L型，兩端是功能區(qū)第三十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月35三葉草形局部的雙螺旋 + 非互補區(qū)形成的環(huán)狀結構 四個螺旋區(qū)、四個環(huán) 氨基酸臂：結合氨基酸 T-C環(huán)：結合核蛋白體。含T、 額外環(huán)：數(shù)目變異大。作為tRNA分類標志 反密碼環(huán)：其中三個核苷酸組成反密碼子與 mRNA上的密碼

12、子形成氫鍵 DHU環(huán)：環(huán)中含有DHU（二氫尿嘧啶核苷酸）第三十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月36倒L型 在二極結構上的一個折疊，形成兩端，一端為氨基酸臂，另一端為反密碼環(huán)堿基堆積力是穩(wěn)定構型的主要因素第三十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月37tRNA的功能： 通過反密碼環(huán)識別mRNA的密碼子，然后作為載體轉運相應的氨基酸，參與蛋白質的生物合成 第三十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月38結構特點：單鏈與局部雙螺旋 的復雜空間結構 三、核糖體RNA細胞內含量最多的RNA，80%以上第三十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月39 組成核糖體：rRNA+多

13、種核蛋白體 裝配形成大、小亞基第三十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月40第四十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月41rRNA的功能： 與蛋白質組成核糖體，裝配蛋白質，是蛋白質合成場所 第四十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月42第四十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月43DNA和RNA的異同點DNA的一級結構多核苷酸鏈中的脫氧核糖核苷酸（堿基）的排列順序參與堿基A、G、C、T方向5-3連接鍵3- 5磷酸二酯鍵分子大功能:攜帶遺傳信息部位:細胞核和線粒體RNA的一級結構多核苷酸鏈中的核糖核苷酸（堿基）的排列順序參與堿基A、G、C、U、有少量的稀有堿基方向5

14、-3連接鍵3- 5磷酸二酯鍵分子量小于DNA，數(shù)量多，種類多，分子大小不一，結構不同功能:信息的復制與表達部位:核、質、線粒體第四十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月44思考題：DNA雙螺旋結構特點。三種RNA分子及功能從一級結構、參與堿基、連接鍵、分子大小、方向、存在的部位及功能等方面比較一下DNA和RNA第四十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月45第四節(jié) 核酸的理化性質一、核酸的一般性質 含有較多的磷酸，呈現(xiàn)酸性 分子很大，溶液中黏度很高，RNA分子小于 DNA，黏度小于DNA第四十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月46二、核酸的紫外吸收 核酸中的堿基內的共軛

15、雙鍵，在260nm波長的紫外有較強的吸收，可用于核苷酸、核酸進行定性、定量分析第四十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月47三、核酸的變性、復性和雜交變性： 在一定理化因素作用下，核酸雙螺旋等空間結構中堿基之間的氫鍵斷裂，雙螺旋結構解開變成單鏈的現(xiàn)象。 理化因素：加熱、化學試劑（酸、堿、有機溶劑）第四十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月48DNA變性的本質是雙鏈間氫鍵的斷裂第四十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月49復性（退火）： DNA變性是可逆的，當變性條件緩慢去除后，解開的雙鏈經過堿基配對又重新聚合形成雙螺旋結構的過程。 熱變性后的復性 - 退火低色效應：伴隨

16、著復性，其核酸的紫外吸收降低的現(xiàn)象第四十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月50第五十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月51雜交： 具有互補序列的不同來源的兩條單鏈核酸分子，按堿基配對原則結合在一起。雜交分子：DNA-DNA、DNA-RNA、RNA-RNA第五十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月52第五十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月53病人DNA樣本帶標記的含有疾病核苷酸特異序列斑點雜交第五十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月54思考題什么為DNA變性，產生的原因何謂DNA復性何謂核酸雜交第五十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月55

17、RNA和DNA徹底水解后的產物是核糖相同,部分堿基不同堿基相同,核糖不同部分堿基不同,核糖不同堿基不同,核糖相同以上都不是 思考題第五十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月56核酸中核苷酸之間的連接方式是 2,3磷酸二酯鍵 3,5磷酸二酯鍵 2,5-磷酸二酯鍵 糖苷鍵 氫鍵 第五十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月57下列哪種堿基只存在于RNA而不存在于DNA中? 腺嘌呤 胞嘧啶 鳥嘌呤 尿嘧啶 胸腺嘧啶 第五十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月58核苷酸的代謝一、嘌呤核苷酸的代謝二、嘧啶核苷酸的代謝第五十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月59核苷酸是核酸

18、的基本組成單位核苷酸堿基磷酸戊糖核苷脫氧核糖核糖嘌呤（A、G)嘧啶(C、U、T)核酸：是有核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸組成的大分子化合物脫氧脫氧脫氧第五十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月60第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝嘌呤（核酸中參與的堿基是嘌呤）核苷酸的合成代謝從頭合成: 利用體內一些簡單原料（氨基酸、 1C單位、CO2、 磷酸核糖等）經過一系列酶促反應合成嘌呤。是多數(shù)細胞合成核苷酸的主要途徑。第六十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月61補救合成： 利用體內現(xiàn)成的嘌呤，通過比較簡單反應過程來合成嘌呤核苷酸的過程。主要在腦、骨髓組織中。第六十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年

19、6月62嘌呤核苷酸的結構第六十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月63從頭合成部位：體內大多數(shù)細胞(腦、骨髓除外）關鍵酶：PRPP合成酶、酰胺轉移酶第六十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月64合成的特點： 在磷酸核糖基礎上由小分子物質或基團逐漸 合成嘌呤環(huán)部分，首先是IMP（次黃嘌呤核苷酸）,然后再進一步轉變成 GMP（鳥嘌呤核苷酸、AMP（腺嘌呤核苷酸）。中間產物：IMP先有糖的骨架，后有嘌呤環(huán)第六十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月65IMP合成過程第六十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月663）GMP、AMP生成第六十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2

20、022年6月6767AMP + H2O IMP + NH3GMP腺苷酸脫氨酶嘌呤核苷酸之間的轉換鳥苷酸還原酶第六十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月68ATP、GTP生成由AMP、GMP在激酶的作用下，以ATP為磷酸供體，經過兩步磷酸化生成激酶激酶AMPADPATPGMPGDPGTP激酶激酶ATPATPATPATPADPADPADPADP第六十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月69補救合成部位：腦、骨髓 （從頭合成酶系缺乏）酶：腺嘌呤磷酸核糖轉移酶- APRT次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶- HGPRT 第六十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月70特點： 合成簡單,

21、消耗ATP少，節(jié)省原料（來自與aa）在骨髓、腦組織等中無從頭合成酶系，只能以補救合成為主要途徑。第七十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月71腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第七十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月72嘌呤核苷酸合成的抗代謝物 6-巰基嘌呤（6-mercaptopurine,6MP） 結構與IMP相似，在體內轉變成6-MP核苷酸，反饋抑制合成中的幾個關鍵酶（PRPP合成酶、酰胺轉移酶），干擾或阻斷AMP、GMP合成。起到抗腫瘤生長的作用。第七十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月73腺嘌呤核苷酸 IMP 次黃嘌呤核苷 腺苷 腺苷酸脫氨酶ADA核苷酸酶

22、磷酸（+）核苷酸酶 + 磷酸腺苷酸脫氨酶嘌呤核苷磷酸化酶，PNP + 1-磷酸核糖黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶5-磷酸核糖磷酸戊糖途徑PRPP黃嘌呤次黃嘌呤尿酸嘌呤核苷酸的分解代謝 類似食物核苷酸的消化第七十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月74尿酸- 是嘌呤核苷酸分解代謝的終產物，正常人尿中排出尿酸量為0.25-0.70g,如嘌呤分解過多或腎排受阻,可使血中尿酸含量增高.痛風- 尿酸的結晶沉積在關節(jié)、軟組織、軟骨或腎臟,導致關節(jié)疼痛,臨床上稱為痛風。第七十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月75 治療原則 減少尿酸的生成增加尿酸的排出第七十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022

23、年6月76第二節(jié) 嘧啶核苷酸代謝從頭合成： 原料：天冬氨酸、氨基甲酰磷酸（谷氨 酰胺和CO2）、PRPP關鍵酶：氨基甲酰磷酸酶II （CPS-II）第七十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月77 嘧啶核苷酸的結構第七十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月78特點： 先合成嘧啶環(huán)，再與PRPP結合，生成乳清酸 核苷酸，脫羧生成UMP（尿嘧啶核苷酸）， 然后在三磷酸水平轉變成CMP(胞嘧啶核苷酸)。第七十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月79酸哺乳動物中，由多功能酶催化合成過程第七十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月80CTP是在三磷酸水平生成遺傳性乳輕酸尿：基因缺失-酶缺陷-乳清酸堆積-乳 清酸尿、臨床癥狀第八十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月81補救合成 酶: 磷酸核糖轉移酶（主要）、嘧啶核苷激酶過程 嘧啶磷酸核糖轉移酶嘧啶+PRPP UMP+PPi 尿苷激酶 尿嘧啶核苷+ATP UMP+ADP第八十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月82脫氧核苷酸合成代謝 脫氧核苷酸是由二磷酸核苷還原而成，以氫原子取代其核糖分子中的C2上的羥基酶 核糖核苷酸還原酶 反應NDP+NAPH+H+dNDP+NADP+H2ORR第八十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月83dCMPdUDP水解脫氨脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成第八十三