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1、1、核酸是生命遗传信息的携带者和传递者； 2、对生命的延续、生物物种遗传特性的保持、生长发育和细胞分化等起重要作用，而且对生物变异（肿瘤、遗传病、代谢病等）密切相关。 3、是现代生物化学、分子生物学和医学的重要物质基础之一。,生命中的化学物质核酸,核酸的分类和组成,脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 DNA含有生物物种的所有遗传信息，分子量很大。人细胞核中DNA分子至少含9千万个核苷酸。DNA为双链分子，大部分为链状，少部分为环状。 RNA负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量小的多。单链分子。根据功能，可分为mRNA(信使） tRNA（转移）rRNA（核糖体）。,一、核酸的分类,核
2、酸的分类和组成,二、核酸的组成,核酸（和）是一种线形多聚核苷酸， 基本结构单元是核苷酸。,核酸的分类和组成,二、核酸的组成,、核酸的结构单元核苷酸 （）碱基,核酸的分类和组成,（）碱基紫外吸收,核苷酸的紫外吸收，平均峰值 260 nm (pH 7.0),核酸的分类和组成,（）核苷糖苷键 （碱基近似垂直于糖的平面）,核酸的分类和组成,（）核苷酸磷酸脱氧核糖核苷 核糖核苷,核酸的分类和组成,、核苷酸的衍生物 （）ATP（腺嘌呤核糖核苷三磷酸）,核酸的分类和组成,三聚磷酸钠作为一种优良的洗涤剂助剂已为人类服务了半个世纪，对清洁人类的生存环境，提高洗涤剂的去污效果起到了巨大的作用。 （1）用于软化水。
3、因为它有螯合钙、镁、铁等金属离子的性质； （2）作胶溶剂、乳化剂。它对蛋白质有膨润、增溶作用，因而有解胶的效果，对脂肪物质起促进乳化的作用，对砂土、尘土等固体污垢增加分散作用，它能增强表面活性剂的表面活性，降低临界胶束浓度，起到降低表面活性剂用量和增强去污力的双重作用； （3）作缓冲剂。即使有酸性污垢存在，它也能使洗涤液保持一定的碱度，有利于酸性污垢的去除； （4）作干燥剂。它具有吸收水分防止洗涤剂结块的作用，它能保持合成洗涤剂制品始终成为干爽的粒状。,Na5P3O10,核酸的分类和组成,核酸的分类和组成,（3）cAMP和cGMP环状核苷酸，细胞间传递信息的信使。,核酸的分类和组成,核酸的分类
4、和组成,3、多聚核苷酸,核酸的结构,一、DNA的结构,1953年，J. Watson 和F.Crick 提出DNA双螺旋的结构模型，并对其生物学意义作出科学解释和预测。1962年诺贝尔奖。,核酸的结构,1、DNA双螺旋结构的特点双螺旋结构是DNA二级结构的基本形式。 （1）DNA分子两条多聚脱氧核糖核苷酸链（DNA单链）沿同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构，两条链方向相反。,核酸的结构,（2）碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧（表面）。碱基平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面垂直。 （3）螺旋截面直径为2nm，每条链相邻两个碱基平面间距0.34 nm，每10个核苷酸形成一个
5、螺旋，螺距高度为3.4 nm。,核酸的结构,（4）双螺旋间碱基严格配对：,核酸的结构,2、DNA双螺旋的稳定性 生理环境下稳定。 维持稳定的因素：两条链间的氢键；内部的疏水区，消除了介质水分子对碱基间氢键的影响；介质中的阳离子（Na+, K+ , Mg2+）中和了磷酸基团的负电荷，降低了链间的排斥力；范德华引力。 改变介质条件和温度，将影响双螺旋的稳定性。,核酸的结构,二、RNA的结构 单链分子，丰富的二级结构。 1、mRNA的结构(messenger RNA) 信使RNA，约占总RNA的5%，但种类很多，体内代谢很快，细菌mRNA平均半衰期2min，真核细胞的平均5hrs。功能：将DNA的遗
6、传信息传递到蛋白质合成基地核糖核蛋白体。,第二节 核酸的结构,核酸的结构,2、rRNA(核糖体RNA）的结构 约占全部RNA的80%，它们与核糖体蛋白构成核糖体（ribosome)。核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。（蛋白质的合成工厂）,核酸的结构,2、rRNA(核糖体RNA）的结构：,(a) E.coli 16S rRNA；（红色为高度保守区） (b) 酵母菌18S rRNA，它们都具有类似的40个臂环结构(图中140)，其长度和位置往往非常保守；,核酸的结构,3、tRNA(转移RNA）的结构 约占全部RNA的1015%，种类较多。大
7、小在7378个核苷酸之间。在蛋白质的生物合成中起翻译氨基酸信息、并将相应的氨基酸转移到核糖核蛋白体的作用。每一个氨基酸至少有一个相应的tRNA。,核酸的结构,3、tRNA(转移RNA）的结构,二级结构 “三叶草”形状； 五臂四环的五区结构； （1）氨基酸接受区 （2）反密码子区 （3）二氢脲嘧啶区 （4）TC区 （5）可变区,核酸的结构,3、tRNA(转移RNA）的结构,倒“L”型三级结构, DNA是遗传信息的存储和传递的载体； RNA是将DNA中的遗传信息进行翻译的物质； （翻译 = 蛋白质生物合成） mRNA信使，传令兵，工程师； rRNA蛋白质装配工厂，生产线，车间； tRNA原材料运输
8、者、送货员,一、核酸的两性性质及等电点 核酸含：酸性基团（磷酸基中强酸），碱性基团（碱基弱碱）。具有两性和等电点。DNA的等电点为44.5 RNA的等电点为22.5。,核酸的性质,RNA,DNA,核酸的性质,二、核酸的水解 1、酸或碱水解核酸分子的磷酸二酯键可以在酸性或碱性条件下水解切断。依然是RNA比DNA分子容易发生水解。 二者稳定性差异的生物学意义DNA作为遗传信息的携带者，要求其结构有高度稳定性。RNA作为信使时，常常需要其快速代谢。,核酸的性质,二、核酸的水解 2、酶水解核酸水解酶催化多聚核苷酸链中的磷酸二酯键的水解。 根据水解对象分为：DNA水解酶（DNases）和RNA水解酶（R
9、Nases）。 根据水解作用方式分为：核酸外切酶和核酸内切酶。 核酸外切酶从多聚核苷酸的一端开始，逐个切除核苷酸； 核酸内切酶从多聚核苷酸链中间开始，在某个位点切断磷酸二酯键。,核酸的性质,二、核酸的水解 2、酶水解核酸水解酶催化多聚核苷酸链中的磷酸二酯键的水解。 限制性核酸内切酶：可以特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位，有严格的碱基专一性，在降解DNA时能够识别46个脱氧核苷酸顺序。基因工程的“手术刀”。,遗传信息的传递与表达, 以密码的形式由亲代传递给子代DNA的复制（Replication)； 自DNA传递给mRNA转录（Transcription)； 根据mRNA的遗传信息合成出特
10、异的蛋白质翻译（Translation）或表达（Expression）； RNA病毒以自身核酸分子为模板进行复制； 致癌RNA病毒能通过逆转录（Reverse transcription）的方式将遗传信息传递给DNA。,Crick中心法则,遗传信息的传递与表达,DNA的复制半保留复制,亲代DNA分子有一半保留在子代DNA分子中。,第一代,第二代,DNA的复制半不连续复制,DNA信息的转录,合成方向是53，RNA聚合酶沿 DNA链的35方向移动。,DNA自身的终止信号序列可以被RNA聚合酶识别，mRNA和RNA聚合酶一起脱落；另一些信号被蛋白质r因子识别，使mRNA脱落，但是RNA聚合酶不脱落。,遗传密码mRNA四种碱基以特定顺序排成三个一组的三联体（密码子），64个密码中，61个为氨基酸编码，三个终止密码，一个（甲硫氨酸密码子）为起始密码子。,