核酸結(jié)構(gòu)與功能

1、第三章核酸結(jié)構(gòu)與功能一、內(nèi)容提要核酸是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和重要生物功能的生物大分子，可分為DNA和RNA,其基本單位是核苷酸。核苷酸由堿基、戊糖和磷酸組成，堿基與戊糖通過(guò)糖苷鍵形成核苷，核苷與磷酸通過(guò)酯鍵結(jié)合構(gòu)成核苷酸。DNA是由許多脫氧核苷酸分子通過(guò)3，磷酸二酯鍵連接而成的。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA分子中脫氧核苷酸從-末端到3-末端的排歹列順序。DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)是由兩條平行反向的多聚脫氧核苷酸鏈圍繞同一中心軸，以右手螺旋方式形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的表面有一個(gè)大溝與小溝，雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)是由磷酸與脫氧核糖組成的親水性骨架，內(nèi)側(cè)是疏水的堿基，堿基平面與中心軸垂直。兩條鏈同一平面上的堿基形成氫鍵，使兩條

2、鏈連接在一起。雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2nm,螺距為3.4nm,每一個(gè)螺旋有10個(gè)堿基對(duì)，每?jī)蓚€(gè)堿基對(duì)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度為36，每?jī)蓚€(gè)相鄰的堿基對(duì)平面之間的垂直距離為0.34nm。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性靠?jī)蓷l鏈間的氫鍵維系，縱向穩(wěn)定性則靠堿基平面間的疏水性堿基堆積力維系。DNA在雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將進(jìn)一步折疊成為超級(jí)結(jié)構(gòu)。原核生物的超級(jí)結(jié)構(gòu)為超螺旋結(jié)構(gòu)，真核生物中DNA與組蛋白構(gòu)成核小體，并進(jìn)一步折疊形成染色體。DNA是生物遺傳信息的載體，是基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ)。RNA是由許多核糖核苷酸分子通過(guò)3,磷酸二酯鍵連接而成的。RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指R

3、NA分子中核糖核苷酸從-末端到3-末端的排列順序。RNA通常以一條核苷酸鏈的形式存在，但可以通過(guò)鏈內(nèi)的堿基配對(duì)形成局部的雙螺旋，從而形成莖環(huán)狀的二級(jí)結(jié)構(gòu)和特定的三級(jí)結(jié)構(gòu)。RNA和蛋白質(zhì)共同負(fù)責(zé)基因的表達(dá)與表達(dá)過(guò)程的調(diào)控。主要的RNA包括：mRNA,真核生物成熟的mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有端的帽子結(jié)構(gòu)和3端的多聚A尾結(jié)構(gòu)。mRNA的功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序按照堿基互補(bǔ)原則，抄錄并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)，為蛋白質(zhì)的生物合成提供直接模板。tRNA,分子量較小，含有較多的稀有堿基為結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。二級(jí)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三葉草結(jié)構(gòu)，三級(jí)結(jié)構(gòu)是倒L形。tRNA的功能是在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的載體，并通過(guò)反密碼子辨認(rèn)mR

4、NA的密碼子，將其所攜帶的氨基酸準(zhǔn)確地運(yùn)送到合成的肽鏈上。rRNA,是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA,rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體。核糖體的功能是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，起裝配機(jī)的作用，在此裝配過(guò)程中，無(wú)論是何種mRNA或tRNA,都必須與核糖體進(jìn)行結(jié)合，氨基酸1 溫度。10.反密碼環(huán)是tRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)之一，因環(huán)中含有與mRNA密碼互補(bǔ)的堿基而得名。11.不同來(lái)源的DNA單鏈之間或DNA與RNA單鏈之間，只要存在著一定程度的堿基配對(duì)關(guān)系，它們就有可能形成雜化雙鏈，這一過(guò)程稱為核酸分子雜交。（二）選擇題A型題：1.D2.C3.B4.C5.B6.B7.C8.B9.D10.B11.E12.D13.C14.D

5、15.A16.D17.C18.D19.A20.B21.D22.C23.D24.A25.A26.B27.C28.D29.E30.E31.A32.C33.B34.E35.D36.D37.E38.E39.B40.A41.C42.D43.C44.D45.B46.BB型題：1.B2.D3.E4.A5.B6.C7.A8.C9.D10.B11.A12.A13.D14.B15.C16.C17.E18.B19.C20.DC型題：1.C2.A3.D4.C5.D6.A7.A8.C9.D10.BX型題：1.ABC2.ABC3.CD4.ACDE5.BDE6.ABDE7.ABCE8.AC9.ACE10.BD11.ABDE

6、12.ABCD13.DE14.AB15.ACD16.ABCD17.ABCD18.AC19.ABC20.DE（三）填空題：1mRNA；tRNA；rRNA；2磷酸；戊糖；堿基；堿基；嘌呤；嘧啶3腺嘌呤；鳥嘌呤；胞嘧啶；尿嘧啶；胸腺嘧啶；稀有堿基4糖苷鍵；核苷5.單核苷酸；3,5-磷酸二酯鍵6260nm72；38.三葉草形結(jié)構(gòu)；倒L形結(jié)構(gòu)（四）問(wèn)答題：.DNARNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)：.以單核苷酸作為基本結(jié)構(gòu)單位.單核苷酸之間以3,5-磷酸二酯鍵相連.都有A、G、C一級(jí)結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)：1.基本結(jié)構(gòu)單位脫氧核苷酸核糖核苷酸2.核苷酸殘基數(shù)目幾千至幾千萬(wàn)幾十至幾千3.堿基胸腺嘧啶尿嘧啶4.堿基互補(bǔ)A與T,G

7、與CA與U,G與C二級(jí)結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)：雙鏈單鏈右手螺旋莖環(huán)結(jié)構(gòu).動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要含有的RNA種類及功能分類細(xì)胞核與細(xì)胞液功能信使RNAmRNA蛋白質(zhì)合成的模板轉(zhuǎn)運(yùn)RNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸核糖體RNArRNA核糖體的組成成分不均一核RNAhnRNA成熟mRNA的前體小核RNAsnRNA參與hnRNA剪接、轉(zhuǎn)運(yùn).DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)是：（1）DNA分子是由兩條平行但走向相反的多聚脫氧核苷酸鏈圍繞同一中心軸，以右手螺旋方式形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的表面有一個(gè)大溝與小溝。（2）雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)是由磷酸與脫氧核糖組成的親水性骨架，內(nèi)側(cè)是疏水的堿基，堿基平面與中心軸垂直。兩條鏈同一平面上的堿基形成氫鍵，使兩條

8、鏈連接在一起。A與T之間形成兩個(gè)氫鍵，G與C之間形成三個(gè)氫鍵。A-T、G-C配對(duì)的規(guī)律稱為堿基互補(bǔ)規(guī)律，兩條鏈則互為互補(bǔ)鏈。（3）雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑為2nm,螺距為3.4nm,每一個(gè)螺旋有10個(gè)堿基對(duì)，每?jī)蓚€(gè)堿基對(duì)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度為36，每?jī)蓚€(gè)相鄰的堿基對(duì)平面之間的垂直距離為0.34nm。（4）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性靠?jī)蓷l鏈間的氫鍵維系，縱向穩(wěn)定性則靠堿基平面間的疏水性堿基堆積力維系。.真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）大部分真核細(xì)如RNA的5-末端都以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷（mGpppN）為起始結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為帽子結(jié)構(gòu)。（2）真核生物mRNA的3-末端，有多個(gè)腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)，稱為多聚腺苷酸尾或多聚4尾。.具有催化作用的RN