第4章 核酸化學

第4章核酸化學1868年瑞士科學家米歇爾最早發(fā)現(xiàn)核酸。1953年美國生物化學家沃森，英國生物學家克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構模型。1987年日本生物學家、諾貝爾獎得主利根川進指出：“人類除外傷以外的所有疾病都與基因受損有關。”1990年10月1日人類基因組計劃正式啟動，包括中國在內(nèi)的6個國家開始破譯DNA密碼，揭開了人類生命科學的新里程碑。

1991~1999年11月各種核酸營養(yǎng)保健品面世的混亂期，由于有些核酸保健品提取自廉價的調味品甚至化學品，所含DNA的堿基不全，長期使用對身體有危害，各國都制定了對核酸保健產(chǎn)品的規(guī)范。

1999年12月由日本生命科學研究所（宇住晃治博士）和日本遺傳基因營養(yǎng)學研究所（松永政司博士）共同開發(fā)出水溶性核酸膠原蛋白飲品，取得日本兩項專利，開創(chuàng)了核酸營養(yǎng)健康食品的新紀元，對人類的健康維護和壽命的延長具有劃時代意義。

JamesWatson(left)andFrancisCrick"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1968"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"人類基因組計劃

HumanGenomeProject１９９０年１０月：被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的HGP啟動。１９９８年５月：美國科學家克里格文特創(chuàng)建的塞萊拉遺傳公司，目標是投入３億美元，到２００１年繪制出完整的人體基因組圖譜，與國際HGP展開競爭。１９９９年１２月１日：國際HGP聯(lián)合研究小組宣布，他們完整地破譯出人體第２２對染色體的遺傳密碼。２０００年３月１４日：當時的美國總統(tǒng)克林頓和英國首相布萊爾發(fā)表聯(lián)合聲明，呼吁將人類基因組研究成果公開，以便世界各國科學家都能自由地使用這些成果。２０００年５月：國際HGP完成時間預計從原定的２００３年６月提前至２００１年６月。２０００年６月２６日：科學家公布人類基因組“工作框架圖”。２００１年2月：國際HGP(美、英、日、德、法和中國)的科學家和美國塞萊拉公司分別宣布完成繪制人類基因組測序草圖。分別在15日出版的《Nature》和16日的《Science》公布。青山襯托之下，是一片金燦燦的中國水稻梯田。2002年4月5日以中國梯田為封面的?Science?雜志以14頁篇幅率先發(fā)表了一個重大成果—中國人獨立完成的論文《水稻（秈稻）基因組的工作框架序列》，顯示對中國科學家成就充分肯定。COVERPhotographoftheHongheHaniriceterracesinYunnanProvince,China.Inthisissue,twoseparateresearchgroupsreportdraftsequencesoftwostrainsofrice--japonicaandindica.Inaddition,theEditorial,NewsFocus,Letters,andPerspectiveshighlightthesignificanceofthericegenometotheworld'spopulation.[Image:LiwenMaandBaoxingQiu,BeijingGenomicsInstitute]核酸(nucleicacid)

當時是指從細胞核中分離出來的酸性物質。是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進展1868年FridrichMiescher從膿細胞中提取“核素”1944年Avery等人證實DNA是遺傳物質1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結構1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術1990年美國啟動人類基因組計劃(HGP)

1994年中國人類基因組計劃啟動2001年美、英等國完成人類基因組計劃基本框架核酸按其所含戊糖種類不同而分為兩大類：1.核糖核酸（RNA）2.脫氧核糖核酸（DNA）二、核酸的分類及分布90%以上分布于細胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質粒等。分布于胞核（10%）、胞液（90%）。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸核糖核酸存儲和傳遞遺傳信息，決定細胞和個體的基因型(genotype)。參與細胞內(nèi)DNA遺傳信息的翻譯和表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸（RNA）：按功能不同分為三大類tRNA

轉運RNA（10~15%）：在蛋白質的生物合成過程中起轉運氨基酸到核糖核蛋白體和翻譯的作用。tRNA有很多種，已知每一個氨基酸至少有一個相應的tRNA，它們在代謝上是穩(wěn)定的。rRNA

核糖體RNA（80%）：是核糖體的核酸，其結構為單鏈螺旋，其功用與蛋白質的生物合成有關。mRNA信使RNA（5%）：為單鏈結構，不同細胞的mRNA的鏈長和分子量的差異很大，其功用為將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質的合成基地（核糖核蛋白體)。新合成的肽鏈的氨基酸順序即根據(jù)mRNA所傳遞的信息來決定的。mRNA在代謝上不穩(wěn)定，在蛋白質合成后不久就分解。第一節(jié)核酸的化學組成及其一級結構TheChemicalComponentandPrimaryStructureofNucleicAcid核酸的化學組成1.元素組成C、H、O、N、P（9~10%）核酸的元素組成有兩個特點：

1.一般不含S2.P含量較多，并且恒定（9%-10%）。

因此，實驗室中用定磷法進行核酸的定量分析。（DNA9.9%、RNA9.5%）2.分子組成——堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿——戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖——磷酸(phosphate)核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基水解核酸的分子組成嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)戊糖（構成RNA）1′2′3′4′5′核糖(ribose)（構成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)磷酸核酸是含磷的生物大分子。任何核酸中都含有磷酸，所以核酸呈酸性。核酸中的磷酸參與形成3’，5’-磷酸二酯鍵，使核苷酸連接成多核苷酸鏈。

核苷：AR,GR,UR,CR脫氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR一、核苷酸的結構1.核苷(ribonucleoside)的形成堿基和核糖（脫氧核糖）通過糖苷鍵連接形成核苷（脫氧核苷）。1′1NONO尿苷11’OHOCH2HHHHOHOH2’3’4’5’1’脫氧腺苷9NNNNNH2OHHOHOCH2HHHH2’3’4’5’核苷戊糖與嘧啶或嘌呤堿以C-N糖苷鍵連接而形成的糖苷就稱為核苷，通常是戊糖的C1′與嘧啶堿的N1或嘌呤堿的N9相連接。核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

2.核苷酸(ribonucleotide)的結構與命名核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。

在核酸內(nèi)，堿基與戊糖形成核苷，核苷再與磷酸形成核苷酸，許多核苷酸通過3’，5’-磷酸二酯鍵連接成多核苷酸鏈核苷酸都是核酸的基本結構單位，它們都是5‘-核苷酸。（一）核酸內(nèi)的核苷酸DNA主要由dAMP、dGMP、dCMP、dTMP四種脫氧核糖核苷酸組成RNA主要由AMP、GMP、CMP、UMP四種核糖核苷酸組成核苷酸磷酸堿基戊糖OOHOHOHHOCH2H2OH2O堿基磷酸戊糖糖苷鍵酯鍵1`2`3`4`5`酯鍵（對DNA為H）堿基連接（糖苷鍵）八種核苷酸如下表所示

M-一(D-二、T－三）；P-磷酸RNA的名稱為某（一、二、三）苷酸，DNA在某（一、二、三）前加脫氧兩字。如AMP稱腺苷一磷酸(或腺苷酸）

dAMP稱為脫氧腺苷一磷酸（脫氧腺苷酸）。（二）（脫氧）核苷二磷酸、（脫氧）核苷三磷酸、雙脫氧核苷酸的結構ADP、ATP是生物體中重要的能量轉換體?！?、ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)αβγADPATPAMP磷酸與磷酸之間的連結鍵水解裂開時能產(chǎn)生較大能量，叫做高能磷酸鍵，習慣以～代表它。含～的化合物叫高能化合物。ATP含有兩個～。物質代謝所產(chǎn)生的能量使ADP和磷酸合成ATP，這是生物體內(nèi)貯能的一種方式。ATP分解又釋放能量。高能磷酸鍵水解裂開時，每生成lmol磷酸就放出能量約30.5kJ（一般磷酸酯水解釋能8.4～12.5kJ／mol）。放出的能量可以支持生理活動（如肌肉的收縮），也可用以促進生物化學反應（如蛋白質的合成）。所以ATP是體內(nèi)蘊藏可利用能的主要倉庫，也是體內(nèi)所需能量的主要來源。其他單核苷酸可以和腺苷酸一樣磷酸化，產(chǎn)生相應的高能磷酸化合物。各種核苷三磷酸化合物（可簡寫為ATP，CTP，GTP，UTP）實際是體內(nèi)RNA合成的直接原料。各種脫氧核苷三磷酸化合物（可簡寫為dATP，dCTP，dGTP和dTTP）是DNA合成的直接原料。它們在連接起來構成核酸大分子的過程中脫去“多余”的二分子磷酸。此外，在生物體內(nèi)還有一些參與代謝作用的重要核苷酸衍生物，如尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶Ⅰ，NAD）、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（輔酶Ⅱ，NADP）、黃素單核苷酸（FMN）、黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）等與生物氧化作用的關系很密切，是重要的輔酶。5′端3′端3.核苷酸的連接核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CGA2、環(huán)化核苷酸cAMP、cGMP：

被稱為第二信使，有放大激素的作用。它們在代謝調節(jié)中起重要作用。cAMP為若干激素作用的媒介物。因為某些酶激素對靶細胞的作用可改變cAMP的合成速率，cAMP濃度的變化又影響細胞的通透性和酶的活性，從而使細胞因某一種激素而產(chǎn)生特異反應。因此，cAMP對某些代謝作用（糖、脂代謝）起一定的調節(jié)作用。另外，cAMP與腫瘤有一定的關系，正常細胞和腫瘤細胞中的cAMP含量是有差異的，在腫瘤細胞內(nèi)cAMP一般低于正常細胞水平。cGMP廣泛分布于各種組織中，但濃度很低。其功用尚不清楚。目前一般認為cGMP也和激素的作用有關，對調節(jié)代謝、細胞發(fā)育和DNA合成都有關系。另外，還發(fā)現(xiàn)了cIMP、cCMP等，說明體內(nèi)使核苷酸環(huán)化的酶肯定不止一種。目前開發(fā)的許多選擇性PDE同工酶抑制劑有可能成為平喘藥、強心藥、血管擴張藥、抗血栓藥與抗抑郁藥3.肌苷酸及鳥苷酸(強力味精)IMPGMP應用分析一，調味是食品增鮮劑，其二鈉鹽與谷氨酸鈉(味精)混合使用，其呈味作用比單用味精高數(shù)倍，有“強力味精”之稱。二、醫(yī)療適用于各種原因引起的白細胞減少癥、血小板減少癥、各種心臟疾患、急性及慢性肝炎、肝硬化等，此外尚可治療中心視網(wǎng)膜炎、視神經(jīng)萎縮等。4.輔酶

NAD、NADP、FMN稀有堿基嘌呤——次黃嘌呤、1-甲基次黃嘌呤。嘧啶——5-甲基胞嘧啶、5-羥甲基胞嘧啶、二氫尿嘧啶、4-巰尿嘧啶這些堿基是核酸大分子合成后經(jīng)某些修飾后產(chǎn)生的，大多數(shù)是甲基化堿基，也有硫代、甲硫代、乙?；案鞣N側鏈的堿基。都是基本堿基的化學修飾型。又稱修飾堿基，這些堿基在核酸分子中含量比較少，但他們是天然存在不是人工合成的，是核酸轉錄之后經(jīng)甲基化、乙?；?、氫化、氟化以及硫化而成。多半是主要堿基的甲基衍生物。鳥嘌呤次黃嘌呤1-甲基次黃嘌呤胞嘧啶（C）CH35-甲基胞嘧啶（四）核苷酸的生物學作用（1）參與DNA、RNA的合成、蛋白質的合成、糖與磷脂的合成。（2）在能量轉化中起重要作用，ATP是生物體內(nèi)能量的通用貨幣。（3）是構成多種輔酶的成分：NAD、NADP、FAD、FMN和CoA。（4）參與細胞中的代謝與調節(jié)（cAMP、cGMP）。二、核酸的一級結構1.定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。2.

DNA的書寫順序是5‘——3’。

3.DNA中有4種類型的核苷酸，有n個核苷酸組成的DNA鏈中可能有的不同序列總數(shù)為4n。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于DNA分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。

5′端3′端CGA3`，5`-磷酸二酯鍵AGP5PTPGPCPTPOH3書寫方法5pApCpTpGpCpT-OH35

ACTGCT

3線條式（堿基用單字母表示磷酸基團用P表示）戊糖3`-OH5`-磷酸PA核苷酸5`3`首端末端第二節(jié)DNA的空間結構與功能DimensionalStructureandFunctionofDNADNA的二級結構（雙螺旋）定義：DNA的二級結構指DNA的雙螺旋結構。（一）DNA雙螺旋結構的研究背景1、X-射線衍射分析2、Chargaff定律（1）所有DNA中腺嘌呤與胸腺嘧啶的摩爾含量相等，（即A=T）;鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾含量相等，（即G=C）。堿基當量定律：嘌呤堿總量=嘧啶堿總量。（即A+G=T+C）（2）不同生物DNA的堿基組成有很大差異，可用不對稱比率：A+T/G+C表示。親緣相近的生物，其DNA的堿基組成相近，即不對稱比率相近。（3）同一種生物所有體細胞DNA的堿基組成相同，可作為該物種的特征。（二）DNA雙螺旋結構模型要點（Watson,Crick,1953）DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，一條鏈的走向為5’—3’，另一條為3’—5’。兩鏈以-脫氧核糖-磷酸-為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤。螺旋直徑為2nm，形成大溝(majorgroove)及小溝(minorgroove)相間。（二）DNA雙螺旋結構模型要點（Watson,Crick,1953）在雙鏈結構中糖-磷酸骨架居外側，而堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側，與對側堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T;GC）。相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。堿基互補配對TAGC堿基成對有一定規(guī)律，腺嘌呤一定與胸腺嘧啶成對，鳥嘌呤一定與胞嘧啶成對。因此有四種可能的堿基對，即A—T，T—A，G—C和C—G。A和T間構成二個氫鍵，G和C間構成三個氫鍵。（二）DNA雙螺旋結構模型要點（Watson,Crick,1953）雙螺旋穩(wěn)定的因素：氫鍵維持雙鏈橫向穩(wěn)定性；堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性；磷酸基上的負電荷與介質中陽離子之間形成的離子鍵，可以有效地屏蔽磷酸基之間的靜電斥力。在體內(nèi)天然的狀態(tài)下，帶正電荷的氨基酸可以中和電荷。(1)B-DNA螺旋：DNA在92%相對濕度的鈉鹽中的構型。標準的

右手雙螺旋，細胞正常狀態(tài)下DNA存在的構型。(2)A-DNA螺旋：DNA在75%相對濕度的鈉鹽中的構型。(3)Z-DNA螺旋：左手的DNA螺旋，這種螺旋可能在基因表達的調控中起作用。(4)H-DNA螺旋：三螺旋結構，又稱三鏈DNA(tsDNA)（三）DNA雙螺旋結構的多樣性DNA的三級結構定義：是指雙螺旋進一步扭曲形成的更高層次的空間結構，也就是比雙螺旋更為復雜的構象。線狀DNA形成的紐結、超螺旋和多重螺旋環(huán)狀DNA形成的結、超螺旋和連環(huán)類型DNA的三級結構主要是指雙螺旋進一步扭曲形成的超螺旋。超螺旋即DNA雙螺旋的螺旋。DNA形成三級結構的意義是為了壓縮分子空間1.真核細胞染色體的DNA念珠狀（線形）三級結構超螺旋松弛環(huán)形正超螺旋解鏈環(huán)形2.原核生物以及真核生物細胞器環(huán)狀DNA的超螺旋三級結構松弛環(huán)形負超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同為正超螺旋；方向與DNA雙螺旋方向相反則為負超螺旋。自然界的閉合雙鏈DNA主要是以負超螺旋形式存在。三、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎?；驈慕Y構上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。第三節(jié)

RNA的結構與功能StructureandFunctionofRNA一、結構特點堿基組成A、G、C、U（A＝U/G≡C）稀有堿基較多，穩(wěn)定性較差，易水解多為單鏈結構，少數(shù)局部形成螺旋分子較小分類mRNA（hnRNA核不均一RNA）tRNArRNA（snRNA/asRNA）少數(shù)RNA病毒

RNA的一級結構是由數(shù)量極其龐大的四種核糖核酸（AMP、GMP、CMP、UMP）按一定順序，通過3′,5′—磷酸二酯鍵連成的線形分子，其表示方法與DNA相同。

RNA的二級結構是短的，不完全螺旋的多核苷酸鏈。（天然RNA并不像DNA一樣都是雙螺旋結構，而是單鏈線形分子。只有局部區(qū)域為雙螺旋結構。雙螺旋區(qū)約占RNA分子的50%）在RNA的雙螺旋結構中，堿基的配對情況不像DNA嚴格。G除了可以和C配對外，也可以和U配對。

RNA的三級結構是在莖環(huán)結構基礎上進一步扭曲折疊而成的復雜結構。

RNA的結構這種由單鏈自身折疊形成的結構稱為莖環(huán)結構(發(fā)夾結構)。莖環(huán)結構是各種RNA的共同的二級結構特征。二、tRNA占RNA總量的15％一種氨基酸對應最少一種RNA分子量25000左右，大約由70－90個核苷酸組成，沉降系數(shù)為4S左右。分子中含有較多的修飾成分。3‘-末端都具有CpCpAOH的結構。tRNA的二級結構為三葉草型；三級結構則為倒“L”型。tRNA的三級結構三、rRNA占RNA總量的80％四、mRNA占細胞總RNA的3％～5％真核細胞mRNA的3‘-末端有一段長達200個核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA)，稱為“尾結構”，5’-末端有一個甲基化的鳥苷酸，稱為”帽結構“。核酸的理化性質ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四節(jié)（一）一般理化性質1.為兩性電解質，通常表現(xiàn)為酸性（與蛋白質相似，酸分子中既含有酸性基團（磷酸基）也含有弱堿性基團堿基，因而核酸也具有兩性性質。）。2.DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末，均微溶于水，不溶于有機溶劑。3.DNA溶液的粘度極高，而RNA溶液要小得多。4.RNA能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對堿穩(wěn)定。5.加熱條件下，D－核糖＋濃鹽酸＋苔黑酚綠色

D－2－脫氧核糖＋酸＋二苯胺藍紫色（二）核酸的紫外吸收性質

核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質，吸收峰在260nm（蛋白質的紫外吸收峰在280nm）。

核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少30~40%，當核酸變性或降解時,它在260nm處的吸收值顯著增加（增色效應），但核酸復性后，光吸收值又回復到原有水平（減色效應）。（三）核酸的變性、復性和分子雜交一、核酸的變性1、核酸（DNA）變性的概念：

高溫、酸、堿以及某些變性劑（如尿素）能破壞核酸中的氫鍵，使之斷裂，核酸中的雙螺旋區(qū)變成單鏈，并不涉及共價鍵的斷裂，這一過程稱為核酸的變性。監(jiān)測指標為A260的變化。常用的變性方法為加熱。2、變性因素熱力強堿強酸有機溶劑變性劑射線機械力3.變性DNA的性質變性能導致DNA的一些理化性質及生物學性質發(fā)生改變?nèi)芤赫扯冉档腿芤盒庑园l(fā)生改變增色效應或高色效應3.變性溫度

通常把DNA的雙螺旋結構失去一半時的溫度稱為DNA的熔點或熔解溫度(meltingtemperature,Tm)。用Tm表示。DNA的Tm值一般在70～85度之間。以加熱為變性條件，使DNA分子雙鏈解開50%所需溫度

爆發(fā)式：熱變性是在變性溫度范圍內(nèi)突發(fā)的躍變過程，很像結晶達到熔點時的熔化現(xiàn)象，故名熔解溫度狹窄性：變性溫度范圍很小變性溫度的特點某些DNA的Tm值DNA的Tm值大小與下列因素有關：（１）DNA的均一性

均一性愈高的樣品，熔解過程愈是發(fā)生在一個很小的溫度范圍內(nèi)。（２）G—C之含量

G—C含量越高，Tm值越高，成正比關系，這是G—C對比A—-T對更為穩(wěn)定的緣故。所以測定Tm值可推算出G—C對的含量。其經(jīng)驗公式為：G—C（％）＝（Tm－69.3）×2.44（３）介質中的離子強度

一般說來，在離子強度較低的介質中，DNA的熔解溫度較低，熔解溫度的范圍也較窄。而在較高的離子強度的介質中，情況則相反。所以DNA制品應保存在較高濃度的緩沖液中或溶液中，故常在1mol／L的NaCl中保存。

RNA分子中有局部的雙螺旋區(qū)，所以RNA也可發(fā)生變性，但Tm值較低，變性曲線也不那么陡。1、DNA復性的概念

變性DNA在適當條件下，又可使兩條彼此分開的鏈重新締合成為雙螺旋結構，這一過程稱為復性。熱變性DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復性，也稱為退火

DNA復性速度受溫度的影響。復性時溫度緩慢下降才可使其重新配對復性。如加熱后將其迅速冷卻至4℃以下，則不可能發(fā)生復性。比Tm低25℃為DNA復性的最佳條件。二、核酸的復性三、分子雜交

定義：在退火條件下，不同來源的DNA互補區(qū)形成氫鍵，或DNA單鏈和RNA鏈的互補區(qū)形成DNA-RNA雜合雙鏈的過程。在DNA變性后的復性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關系，在適宜的條件（溫度及離子強度）下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈(heteroduplex)。這種雜化雙鏈可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成。核酸分子雜交(hybridization)核酸的分子雜交第五節(jié)核酸的分離1．RNA的分離RNA的分離方法因材料及所要分離的RNA種類而異。目前最普遍使用的是酚提取法。將組織勻漿用苯酚處理并離心，RNA即溶解于上層被苯酚飽和的水層中，而DNA和已被凝固的蛋白質分布在下層為水飽和的苯酚中。將上清液吸出，加入乙醇，RNA即呈白色絮狀沉淀析出。

2．DNA的分離

DNA的提取法也有多種。目前一般是根據(jù)DNA核蛋白能溶于水及高濃度(1～2mol／L)NaCl溶液，而難溶于0.14mol／L的NaCl，RNA核蛋白則易溶于0.14mol／L的NaCl溶液這一原理進行分離?？上扔?.14mol／L的NaCl溶液除去組織中的RNA核蛋白，然后用十二烷基硫酸鈉（sodiumdodecylsulfate，SDS）處理，使DNA與蛋白質分離，并用濃（1mol／L）NaCl溶液溶解DNA，再用氯仿—異戊醇將蛋白質沉淀除去，最后向DNA溶液中加入乙醇，DNA即呈絲狀物沉淀析出。第六節(jié)

核酸酶

Nuclease核酸酶是指所有可以水解核酸的酶依據(jù)底物不同分類DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：專一降解DNA。RNA酶(ribonuclease,RNase)：專一降解RNA。依據(jù)切割部位不同核酸內(nèi)切酶核酸外切酶第七節(jié)病毒和核蛋白有機體內(nèi)核酸常與蛋白質結合成復合體稱為核蛋白體。病毒染色體核糖體一、病毒

病毒是由具有侵染性的核酸和蛋白質組成的。病毒是介于生物和非生物之間。病毒能使動物和植物發(fā)生多種疾?。徊《具€能侵染細菌，侵染細菌的病毒稱為噬菌體。病毒的核酸可以是DNA或是RNA，但是在目前已知的病毒中未發(fā)現(xiàn)同時含DNA和RNA的。在病毒中核酸位于病毒粒子的中心，外面包圍著蛋白質，形成衣殼（casid）病毒的侵染性是由核酸引起的，衣殼無侵染性。煙草花葉病毒噬菌體核小體的結構二、染色體

染色質（chromatin）特指真核細胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)的DNA和蛋白質的復合體。核小體是組成染色質的基本結構單位，由組蛋白核心和它外側盤繞的DNA組成。核糖體是在各類細胞中普遍存在的顆粒狀結構，是一種非常重要的細胞器。核糖體是無膜的細胞器，主要成分是蛋白質與RNA。核糖體的RNA稱為rRNA，約占60%，蛋白質約占40%，蛋白質分子主要分布在核糖體的表面，而rRNA則位于內(nèi)部，二者靠非共價鍵結合在一起。

（三）核糖體本章練習題一、名詞解釋堿基堆積力；DNA的溶解溫度（Tm）；Chargaff規(guī)則；稀有堿基；核酸的變性與復性；增色效應與減色效應二、填空題核酸可分為DNA和RNA兩大類，前者主要存在于真核細胞的細胞核和原核細胞類核部位，后者主要存在于細胞的細胞質部位。構成核酸的基本單位是核苷酸，由堿基、核糖和磷酸基連接而成。細胞內(nèi)所有的DNA的核苷酸順序都是由它們的堿基順序決定的。RNA中常見的堿基是腺嘌呤、鳥嘌呤、尿嘧啶和胞嘧啶；DNA中常見的堿基是腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。DNA雙螺旋，每個螺旋有10對核苷酸，螺距為3.4nm，直徑為2nm。組成DNA的兩條多核苷酸鏈是反向平行的，兩鏈的堿基序列，其中A與T配對，形成2個氫鍵；G與C配對，形成3個氫鍵。某DNA片段的堿基順序是GCTACTAAGC，它的互補鏈順序應為CGATGATTCG。維持DNA雙螺旋結構穩(wěn)定的因素主要是氫鍵和堿基堆積力。DNA在溶液中的主要構象為B-DNA，此外還有A-DNA與Z-DNA