核酸 第二節(jié)課件

1、 第一篇 第二節(jié) 核酸的結構和性質 一、核酸分子中的共價鍵二、 RNA 分子結構 三、DNA的一級結構四、 DNA的二級結構五、 DNA的三級結構 六、核酸的理化性質5533核酸分子中核苷酸之間的共價鍵3 -5 磷酸二酯鍵(o)(o)T-A堿基對C-G堿基對二、 RNA的分子結構1、 RNA一級結構2、 RNA高級結構 A、tRNA 的分子結構 B、rRNA的分子結構 C、mRNA的分子結構1、RNA的一級結構 RNA分子中各核苷酸之間的連接方式（3-5磷酸二酯鍵）和排列順序叫做RNA的一級結構,簡稱為堿基序列。一級結構的走向規(guī)定為53。OHOHOH53 RNA與DNA的差異 DNA RNA糖

2、 脫氧核糖 核糖堿基 AGCT AGCU 不含稀有堿基 含稀有堿基酵母tRNA Ala 的二級結構DHU環(huán)GUC反密碼子反密碼環(huán)氨基酸臂可變環(huán)TC環(huán)CCAAla35tRNA的三級結構特征：單鏈，螺旋化程度較tRNA低 與蛋白質組成核糖體后方能發(fā)揮其功能 B、rRNA的分子結構 C、mRNA的分子結構原核生物mRNA特征： 先導區(qū)+翻譯區(qū)（多順反子）+末端序列真核生物mRNA特征： “帽子”（m7G-5ppp5-N-3p）+單順反子+“尾巴”（Poly A）原核細胞mRNA的結構特點53順反子順反子順反子插入順序插入順序先導區(qū)末端順序原核生物:是一種由原核細胞組成的生物，原核生物包括藍細菌、細菌

3、、古細菌、放線菌、立克次氏體、螺旋體、支原體和衣原體等 ;原核細胞：指無核膜無真正細胞核（擬核）;不進行有絲分裂減數分裂無絲分裂;沒有細胞器的分化;鞭毛呈單一結構的細胞。真核生物:由真核細胞構成的生物。包括原生生物界、真菌界、植物界和動物界。 原核生物和真核生物的區(qū)別總之，原核生物的細胞在結構上要比原核生物細胞簡單得多。 三、DNA 的一級結構 DNA分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式（3-5磷酸二酯鍵）和排列順序叫做DNA的一級結構，簡稱為堿基序列。一級結構的走向規(guī)定為53。不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶有不同的遺傳信息。 一級結構的表示法 結構式，線條式，字母式53DNA

4、堿基組成的Chargaff規(guī)則 Chargaff首先注意到DNA堿基組成的某些規(guī)律性，在年總結出DNA堿基組成的規(guī)律： 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數相等，即 A=T。 鳥嘌呤和胞腺嘧啶的摩爾數也相等，即G=C。 含氨基的堿基總數等于含酮基堿基總數，即A+C=G+T。 嘌呤的總數等于嘧啶的總數，即A+G=C+T。四、DNA的二級結構1、 DNA的雙螺旋結構(Watson-Crick模型)2、 DNA雙螺旋的多態(tài)性3、DNA雙螺旋結構特征及意義535353磷酸核糖堿基T-A堿基對C-G堿基對1、DNA的雙螺旋結構的形成531)、氫鍵2)、疏水相互作用DNA的雙螺旋模型特點DNA分子是由兩條方向相反的平

5、行多核苷酸鏈構成，一條鏈自上而下走向為5 3，而另一條鏈自下而上也是5 3，兩條鏈的主鏈都是右手螺旋， 堿基均在主鏈內側，通過堿基配對形成氫鍵連接2條多核苷酸鏈，磷酸和戊糖位于外側形成骨架；成對堿基處于同一平面，與螺旋軸垂直；雙螺旋的平均直徑為2nm，核苷酸之間的夾角為36度，每轉1周有10個堿基對，螺距為3.4nm；大多數天然DNA屬雙鏈DNA；雙鏈DNA分子較硬，呈比較伸展的結構。2 nm3.4nm0.34nm還發(fā)現有C、D、E型3、DNA的雙螺旋結構的意義 該模型揭示了DNA作為遺傳物質的穩(wěn)定性特征，最有價值的是確認了堿基配對原則，這是是DNA復制、轉錄和反轉錄的分子基礎，亦是遺傳信息傳

6、遞和表達的分子基礎。該模型的提出是20世紀生命科學的重大突破之一，它奠定了生物化學和分子生物學乃至整個生命科學飛速發(fā)展的基石。松弛環(huán)形1152010523解鏈環(huán)形15101520231510152025負超螺旋121482316131510152023右手旋轉擰松兩匝后的線形DNADNA超螺旋的形成DNA （2nm）核小體鏈（ 11nm，每個核小體200bp）纖絲（ 30nm，每圈6個核小體）突環(huán)（ 150nm，每個突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結（ 300nm ，6個突環(huán)）螺旋圈（ 700nm，每圈30個玫瑰花）染色體（ 1400nm， 每個染色體含10個玫瑰花200bp）真核生物染色體DN

7、A組裝不同層次的結構六、 核酸的理化性質 1、 核酸的物理性質 2、 核酸的紫外吸收（max=260nm） 3、 核酸的變性 4、核酸的復性 5、核酸分子雜交 DNA為白色纖維狀固體; RNA為白色粉末狀固體 1)形態(tài) 2)溶解性 微溶于水，不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般的有機溶劑；DNA在溶液中粘度大，RNA粘度小。1、物理性質 3) 兩性解離 核酸既含有酸性的磷酸基團，又含有弱堿性的堿基，故可發(fā)生兩性解離。其解離狀態(tài)隨溶液的pH值而改變。 由于磷酸基團的酸性很強，整個分子相當于多元酸。 利用核酸的兩性解離可以通過調節(jié)核酸溶液的等電點來沉淀核酸，也可通過電泳分離純化核酸。2、DNA的紫外吸收2

8、202402602800.10.20.30.4波長（nm）光吸收123 嘌呤和嘧啶具有共軛雙鍵，能強烈吸收紫外光。在260nm處有最大吸收峰。對于純的DNA或RNA，可以通過測得A260來測定核酸的含量。 樣品中若含其它雜質，則其比值降低。不純的樣品不能用紫外吸收法作定量測定。對于純的樣品，只要讀出260nm處的A值即可算出含量。通常一個A值相當于50微克/毫升雙螺旋或40微克/毫升單螺旋DNA（或RNA），或20微克/毫升寡核苷酸計算。天然DNA變性DNA核苷酸總吸收值123A260/ A280值可以反映核酸的純度純的DNA：A260/ A280 =1.8 純的RNA：A260/ A280

9、=2.03、 核酸的變性 定義：核酸在某些物理或化學因素的作用下，其空間結構發(fā)生改變，從而引起理化性質的改變及生物活性的降低或喪失叫變性。 引起變性的因素有：加熱、酸堿、有機試劑。 出現的現象：雙鏈間氫鍵斷裂、雙螺旋結構完全解開為兩條單鏈加熱部分雙螺旋解開 無規(guī)則線團 鏈內堿基配對 引起的結果：a、核酸變性后，在260nm處的吸收值上升，出現增色效應B、DNA分子由線性變?yōu)闊o規(guī)則線團C、黏度下降增色效應：DNA變性使溶液OD260增高。解鏈溫度(Tm)：DNA的熱變性過程中，紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度。 Tm值與DNA分子中的G+C含量呈正比。經驗公式：（G+C）% =（Tm 69

10、.3） 2.444、核酸的復性 DNA水溶液加熱變性時，雙螺旋兩條鏈分開；但在一定條件下，兩條鏈可以完全重新結合成和原來一樣的雙股螺旋過程。同時伴隨減色效應發(fā)生。復性是變性的逆轉。但需要一定的條件，要在一定的鹽濃度下緩慢降溫。 什么問題？說明什么？ 復性過程依賴于單鏈分子間的隨機碰撞影響復性的條件：a、溫度和時間b、DNA濃度 與復性速度成正比，溶液中DNA分子越多，相互碰撞結合“成核”的機會越大 c、DNA順序的復雜性 越復雜復性越慢5、核酸的雜交變性（加熱）探針雜交（緩慢冷卻）復性（緩慢冷卻）雜交：熱變性的DNA在復性過程中，具有堿基序列部分互補的不同的DNA之間或DNA與RNA之間形成雜化雙鏈的現象。 不同來源的單鏈DNA與單鏈DNA RNA與單鏈DNA分子間 在長于20 bp的同源區(qū)域內 以氫鍵連接方式互補配對 形成穩(wěn)定的雙鏈結構的過程分子雜交 (hybridization)RNADNA1DNA2探針SouthernhybridizationNorthernhybridizationSouthern印跡法DNA分子限制片段限制性酶切割瓊脂糖電泳轉移至硝酸纖維素膜上與放射性標記DNA探針