5第五章核酸化学.ppt

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1、第 五 章 核 酸,第一节 概述 P177,一、核酸研究简史 （一）核酸的发现 1868年瑞士青年科学家Miescher在外科绷带脓细胞分离得到细胞核，从中提取出一种含磷量很高的酸性化合物称为核素。 1889年Altmann发明了从酵母和动物组织中制备不含蛋白质的核酸的方法。首次提出了核酸的名称。,（二）核酸功能的发现,1944年,Avery的肺炎球菌转化现象证明了遗传的物质基础是核酸 （三）DNA双螺旋结构模型结构的建立 X-射线结晶学技术的进步导致1953年 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型。1958年提出中心法则。 1966年Nirenberg破译了遗传密码,DNA双螺旋

2、立体结构,两条DNA链形成双螺旋结构 The two strands of DNA form a double helix.,1958 Crick提出中心法则,（四）生物技术的兴起,七十年代前期DNA重组技术的建立的基础导致现代生物技术的兴起。 （五）人类基因组计划开辟了生命科学的新纪元 1990年人类基因组计划实施庞大的人类基因组计划，在经过各国科学家的多年努力，已取得巨大的成就。 人类基因组的全序列提前到2003、4、14完成。 生命科学已进入了后基因组时代，研究重心已从基因测序转移到基因的功能。 功能基因组学 蛋白质组学 结构基因组学 RNA组学,二 核酸的概念和重要性 (一)概念 核酸

3、是由许多核苷酸单元按一定顺序连接组成的线性多聚体，是核蛋白的组分之一，呈酸性，最初从细胞核中发现，所以称核酸。核酸是所有生物遗传变异的物质基础。 (二)重要性 1.与生命活动关系密切，是重要的生命物质。生命的起源、生长、发育、衰老、死亡与之有关。 2.核酸研究是现代生命科学研究的核心。,第二节 核酸的类别、分布和组成 （一）、类别：P178 核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）。 核糖核酸（RNA）分成三类： 1、信使RNA（mRNA） 2、转移RNA（tRNA） 3、核糖体RNA（rRNA）,（二）、分布： P178 1、DNA的分布： 原核生物集中于核区. 真核生物细胞核,线

4、粒体、叶绿体亦含有DNA. 原核、真核生物的质粒 病毒含有DNA或RNA.,2、RNA的分布 存在于细胞质和细胞核中。 发现了许多新的具有特殊功能的RNA： 如反义RNA，核酶等. 病毒和亚病毒RNA有许多种：正链RNA病毒、负链RNA病毒、类病毒、卫星病毒等 .,（三）、组成 P178,1.组成元素:C 、 H 、 O 、 N 、 P 2.组成单位:核苷酸,核酸水解产物：,（1）碱基： P179 a、嘌呤碱：腺嘌呤（Ade)、鸟嘌呤(Gua) b、嘧啶碱：胞嘧啶(Cyt)、尿嘧啶(Ura)、胸腺嘧啶(Thy) c、稀有碱基: 稀有碱基大部分都是甲基化碱基 tRNA稀有碱基约占10%,RNA为

5、D-核糖，DNA为 D-2-脱氧核糖，二者都是 型。差别：2 位羟基是否脱氧。,（2）核酸中的糖 P180,嘌呤碱基和嘧啶碱基 P179,（3）核苷：P180 戊糖与碱基通过-糖苷键相连，CN糖苷键。 糖C1与嘧啶碱N1与嘌呤碱N9相连，碱基与糖环垂直。 根据核苷中所含戊糖的不同，分为核糖核苷和脱氧核糖核苷。 命名先冠以碱基名称，糖环C加，碱基不加。 核苷的顺式结构和反式结构。 RNA某些修饰化和异构化的核苷 ，碱基、核糖均可被修饰，主要是甲基化。 tRNA 、 rRNA还含有少量假尿嘧啶核苷。,核苷,（4）核苷酸 P181 戊糖羟基的磷酸化成核苷酸。 核糖核苷糖环上有3个自由羟基。 脱氧核糖

6、核苷糖环上有2个自由羟基。 环化腺苷酸是细胞功能的调节分子和信号分子。,碱基相连（核苷）,酯键,核苷酸,DNA与RNA的化学成分,第三节 核酸的结构 P186,一、核酸的一级结构 P186 （一）核酸中核苷酸的连接方式 DNA、RNA中的脱氧核苷酸、核苷酸是通过3，5 磷酸二酯键连接的。 表示方法：书写顺序53。 核酸的一级结构是指核酸分子中各核苷酸残基以磷酸二酯键连接、沿多核苷酸链排列的顺序。,核苷酸的组成与连接,1、表示方法,（1）线条式：竖线碳链、碱基、磷酸,（2）文字式： 5ppppppppp3DNA 5ppppppppp3RNA 此式可进一步简化为： 53 5 3,(二）DNA 1、

7、DNA的一级结构 P186 DNA的一级结构A、T、G、C通过3，5-磷酸二酯键连接，C1碱基，C2脱氧。 碱基：A、T、G、C 脱氧核糖 没有侧链,DNA的 一 级 结 构 图 示,2 、一级结构特点,DNA的相对分子量非常大，能编码的信息量十分巨大。 细菌的基因是连续的,无内含子功能相关基因，组成操纵子，有共同的调控序列，较少重复序列。 真核生物的基因是断开的，有内含子功能相关基因，不组成操纵子，调控序列占比重大，有较大重复序列,又分为高度重复、中度重复、单一序列。此外还有回文结构. 越是高等的真核生物其调控序列和重复序列的比例越大。,内含子基因内不编码任何蛋白质和RNA的顺序，又称为插入

8、顺序（基因与基因之间非编码顺序称为间隔顺序）。 操纵子DNA分子中基因表达的一个协调单位。 重复顺序DNA中许多重复排列的核苷酸序列。 高度重复顺序“基础顺序”短，含5-100pb,重复106-107次。 中度重复顺序“基础顺序”长，含100-300pb或更长,重复几百到几万次。 单一顺序单拷贝。大小不等，每一段顺序决定一个蛋白质结构，为一个蛋白基因，称为结构基因。 回文结构该结构中脱氧核苷酸的排列在DNA两条链中顺读与倒读其意义是一样的。,相关概念,回文结构及其形成的发夹结构和十字架结构,附：一级结构的测定 原理:末端终止法 化学法 DNA测序仪,（1）末端终止法：,（2）化学法,硫酸二甲酯

9、使G和A甲基化后，G的糖苷键更容易断裂，甲酸替代硫酸二甲酯后，都断裂；食盐存在时，肼专门断裂C，无食盐存在时，C和T都断裂。,3、二级结构 （1）、模型建立的依据：P187 a Chargaff等科学家用纸层析及紫外分光光度技术分析了各种生物的DNA的碱基组成。结果显示： 摩尔数： A=T；G=C；A+C=G+T； A+G=C+T,X-ray picture of DNA,b、DNA钠盐纤维X -衍射分析：,DNA结构模型,DNA结构模型,（2）、DNA双螺旋的结构特征： P187 A、两条反平行多核苷酸链绕中心轴缠绕，右手螺旋； B、骨架：内侧碱基垂直于纵轴； 外侧磷酸与戊糖、彼此通过3、5

10、磷酸二酯键，糖环平面与纵轴平行。 大沟宽1.2nm，深0.85nm； 小沟宽0.6nm，深0.75nm； C、直径：2nm，二相邻碱基高度0.34nm，二核苷酸夹角36度，旋转一周10个核苷酸，一周高度3.4nm；,D、碱基互补配对：A、T形成两个氢键；G C形成三个氢键，碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。,碱基之间形成氢键模型,双螺旋平面图 The double helix maintains a constant width because purines always face pyrimidines in the complementary A-T and G-C base pai

11、rs. The sequence in the figure is T-A, C-G, A-T, G-C.,碱基平面垂直于糖-磷酸骨架 Flat base pairs lie perpendicular to the sugar-phosphate backbone.,5、 DNA二级结构的多态性 P190 DNA分子结构可受环境的影响而改变 B型DNA：在相对湿度92% 下制得的纤维是B型结构，适中。 A型DNA：在相对湿度75%下制得的纤维是A型结构，宽短。 Z型DNA：碱基与中心的倾角9，细长。,DNA的构型,三链DNA. 人工合成DNA发现，第三股嵌在大沟里。 四链DNA,P191,三

12、链DNA结构,6、三级结构：P193 细长的分子以一种高度压缩状态存在于细胞中，双螺旋的进一步扭曲就构成了三级结构。 超螺旋，三级结构中的一种。 DNA压缩总原则：多级螺旋，4级压缩。,DNA超螺旋结构,原核、真核生物环状DNA超螺旋三级结构,（三）RNA 1、RNA结构的特点 P195 RNA与DNA结构十分相似，二者相比有几点不同： （1）核糖;（2）碱基：A、 G、 C、 U （3）二者在三维结构上的区别RNA不具有规则的氢键结构，单链形式存在，只是回折，局部配对，不配对形成突环。,2、 tRNA P197 由70-90个核苷酸组成，但修饰成分多。在蛋白质合成过程中具有转运氨基酸、识别密

13、码子的作用，在DNA反转录合成及基因表达调控中起着重要的作用。,tRNA有“接头” (adaptor)功能，具备双重特性: 识别氨基酸其 3末端的腺苷酸可与一氨基酸共价连接 识别密码子反密码子与mRNA中的密码子碱基配对。,（1）、结构特点：,A、有较多的稀有碱基，多为转录后加工而来。 B、3末端为氨基酸接受臂CCA。 C、5末端作为G or C。,2、二级结构三叶草形： 叶柄是双螺旋氨基酸臂；突环三大一小。 A、接受臂：接受活化AA，末端为CCA。 B、TC环：假鸟嘧啶，有TC顺序。 C、额外环(可变环）：变化最大区域，不同tRNA不同大小额外环。 D、反密码环：7个核苷酸组成，环中部反密码

14、子。三对碱基组成。 E、二氢尿嘧啶环：8-12核苷酸，两个二氢尿嘧啶。,接受臂：3端有一游离的CCA顺序，氨基酸通过共价键与A上的2-OH或3-OH相连； TC臂：是假尿嘧啶。该臂上有TC的顺序。 反密码子臂：在反密码子环的中间是三联的反密码子。 二氢尿嘧啶臂（D臂）：环中含有二氢尿嘧啶。 额外臂：变化最大的区域，可分为两类，一类仅含3-5个核苷酸，另一类含有一条较大的臂。,Ala 的 tRNA 结 构 示 意 图,A space-filling model shows that yeast tRNAPhe tertiary structure is compact. The two view

15、s of tRNA are rotated by 90.,（3）三级结构：倒L型：靠氢键维持。,靠氢键维持，tRNA 三级结构呈L形； 受体臂顶端的碱基位于“L”的一个端点，而反密码子臂的套索状结构生成了“L”的另一端点，分子中两个不同的功能基团是最大限度分离的。这个结构形式与AA-tRNA合成酶对tRNA的识别有关，满足了蛋白质合成过程中对tRNA的各种要求。,tRNA L形三级结构,3、rRNA P199 rRNA占RNA总量的80%以上，核糖体由大小两个亚基组成，大小亚基分别几种rRNA和数十种蛋白质组成。 rRNA与几十种蛋白质组成的细胞颗粒核糖体是细胞内合成蛋白质的工厂。核糖体上催化

16、肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA的构象，起辅助作用。,核糖体和rRNA的结构和功能,rRNA的二级结构图示,4、mRNA P201 （1）原核生物mRNA结构特征 P201 原核生物的mRNA链上有多个编码区（多个基因），为多顺反子，5和3端各有一段非翻译区。 多顺反子：一个转录本加工而成的mRNA序列中包含多个基团。 编码区：mRNA中以AUG为起点，以终止密码子为终点，编码AA的一系列密码子序列。,前导区：mRNA5端编码区前面的非翻译序列。 尾区：mRNA3端终止密码子后非翻译序列。,原核生物mRNA结构,（2）真核生物mRNA结构特征 P201 真核生物的mRNA都是单顺反

17、子。 单顺反子：一个转录本加工而成的mRNA序列只代表一个基因。 mRNA 5端都有帽子结构。 绝大多数真核生物mRNA具有poly(A)尾。,真核生物mRNA的结构模式,Eukaryotic mRNA is modified by addition of a cap to the 5 end and poly(A) to the 3 end,真核生物转录常从嘌呤核苷酸开始，第1个核苷酸保留5三磷酸基团，以3位与下一核苷酸5位形成磷酸二酯键。转录的起始序列可表示为5PPPAPNPNPNP； 在鸟苷酰转移酶催化下在其5加入G，且连接形式是5 5三磷酸键。表示为：5GPPPAPNPNP+PP+P。

18、,“帽子”结构,帽子0：第1个甲基在末端鸟嘌呤7位上，所有真核生物均存在此结构。 帽子1：第2个甲基加到次末端核苷酸上，具有两个甲基。在高等真核生物中，如果转录的第1个核苷酸是A的话，则在A的N6位上还有一个甲基。 帽子2：以帽子1为底物，在第三个核苷酸再加上一个甲基。,“帽子”结构的甲基化,帽子结构功能： a、增加mRNA稳定性，保护mRNA免遭5外切酶的攻击。 b、有助于核糖体对mRNA的识别和结合，使翻译得以正确起始。,mRNA poly(A)尾功能： A、防止mRNA降解，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。 B、是mRNA穿越核膜由细胞核进入细胞质的必需形式。 C、与翻译有关；切除

19、poly(A)尾会影响翻译起始。,第四节 核酸的性质 P205,一、一般性质 1、外观：DNA白色纤维状，RNA白色粉末； 2、溶解性：极性化合物，微溶于水但不溶于乙醇、乙醚、氯仿、三氯醋酸等有机溶剂，常以乙醇进行沉淀，其钠盐易溶于水，溶解度与pH有关； 3、黏度：DNA溶液的黏度极高，RNA溶液的黏度小 4、颜色反应：RNA与浓HCL和苔黑酚（甲基间苯二酚）共热产生绿色，原因：D-核糖与酸作用产生糠醛，糠醛与甲基间苯二酚作用呈绿色；DNA与强酸和二苯胺一同加热呈蓝色，原因：D-2-脱氧核糖与酸作用产生-羟基-酮戊醛，后者与二苯胺作用呈蓝色。,二、核酸的水解：,1、酸水解： 磷酸酯键与糖苷键对

20、酸的敏感程度不同。 磷酸酯键比糖苷键稳定； 嘌呤的糖苷键比嘧啶糖苷键更不稳定； 嘌呤与脱氧核糖的糖苷键最不稳定 。 2、碱水解 RNA的磷酸酯键易被碱水解；DNA的磷酸酯键对碱稳定。原因： a、RNA核糖上2-OH基，在碱性条件下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解，产生2，3环磷酸酯，进而分解成2或3核苷酸，溶液成为混合液。 b、DNA核糖上无2-OH基，不能形成磷酸三酯中间物，因此可以抵抗碱水解。,RNA链水解,RNA水解后生成一个2,3环式单核苷酸中间体； 中间体不稳定，很快转变为2单核苷酸和3单核苷酸,3、酶水解：,核糖核酸酶 A、牛胰核糖核酸酶： 专一性切割位点：嘧啶核苷-3-磷

21、酸与其它核苷酸之间的连键。 产物：3-嘧啶核苷酸；或以3-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。 水解机制：同碱相似。,B、核糖核酸酶T1 专一性切割位点：3-鸟苷酸与其相邻的5-核苷酸之间的连键。 产物： 3-鸟苷酸；或以3 -鸟苷酸结尾的寡核苷酸。 C、核糖核酸酶T2 专一性切割位点：3-腺苷酸与其相邻的5-核苷酸之间的连键。 产物： 3-腺苷酸结尾的寡核苷酸。,脱氧核糖核酸酶 A、牛胰脱氧核糖核酸酶：切断双链或单链DNA成为5-磷酸为末端的寡核苷酸，平均长度4个核苷酸。 B、牛脾脱氧核糖核酸酶：切断双链或单链DNA成为3-磷酸为末端的寡核苷酸，平均长度6个核苷酸。 C、链球菌脱氧核糖核酸酶：产物为5

22、-磷酸为末端的寡核苷酸，长短不一。 D、限制性内切酶：在细菌中发现这类酶，主要降解外源DNA，对自身DNA无作用。,限制性内切酶特点：切割位点往往是回文结构；具有高度专一性，识别双链特定的位点，将两条链切开成粘性、平头末端；用于染色体结构分析、基因测序的分析、基因的体外重组。,三、核酸的酸碱解离性质 (参见P182),1、碱基的解离 嘧啶和嘌呤化合物杂环中的氮和取代基具有结合和释放质子的能力，因此是兼性离子，即是两性电解质。 胞嘧啶的解离；胸腺嘧啶的解离； 腺嘌呤的解离；鸟嘌呤和次黄嘌呤的解离； 2、核苷的解离：糖的存在增加了酸性解离 3、核苷酸的解离： 磷酸基的存在，使核苷酸具有较强的酸性。

23、,四、核酸的紫外吸收： 参见P182 核酸中碱基环的共轭双键对240290nm波段紫外光有强烈吸收。最大光吸收值在260nm，是核酸定量以及定性的基础。由于蛋白质在此光区仅有弱吸收，故可以此特性来测定核酸在细胞和组织中的分布。 用A260/A280的比值可以判断样品的纯度： 纯DNA的A260/A280比值应为1.8, 纯RNA应为2.0； 摩尔吸光系数(P)值；(P)=A/CL。,（一）变性： （P208） 1、概念：许多因素可以破坏氢键，氢键破坏后的核酸的双螺旋结构变成单链的，成为“无规线团”，此作用称为核酸的变性。变性是双螺旋氢键的断裂，不涉及共价键（磷酸二酯键）断裂。（如果磷酸二酯键断

24、裂则叫降解，此时分子量降低） 2、引起变性的因素： 1）温度的升高； 2）碱酸度改变； 3）某些变性剂：尿素、甲醛等。,五、核酸的变性、复性及杂交 P208,3、变性的特点：,1）结构变成无规则线团； 2）260nm紫外吸光度急剧升高；粘度下降；生物活性丧失 3）爆发式，变性发生在很窄的温度范围，有一个相变的过程。 熔解温度（Tm值）：双螺旋失去一半时的温度。 也叫熔点、解链温度。,DNA变性曲线,4、影响DNA的Tm的因素：,（1）DNA均一性： 均质DNA熔解过程在一个较窄的温度范围内；异质DNA熔解过程在一个较宽的温度范围内。 （2）G-C含量： G-C含量越高Tm值愈高； 原因：GC

25、AT 测定Tm可以推算出DNA碱基的百分组成。 经验公式：XG-C=（ Tm-69.3)X2.44；,（3）介质离子强度,离子强度较低的介质中,Tm值较低, 熔解温度范围较宽； 离子强度较高的介质中,Tm值较高,熔解温度范围较窄。 RNA的变性： 螺旋区较少,变性Tm值较低；tRNA螺旋区较多,变性Tm值较高，类似于DNA。,（二）复性 （P209）,变性后DNA两条分开的链重新特异的组合而恢复双螺旋结构和性质，这种作用称复性。复性可部分恢复理化性质，变性DNA骤然降温不能复性，据此可制备单链核酸探针。 缓慢冷却复性称退火。片段越大复性越慢；浓度越大复性越快。,单核苷酸(P) 值大于单链多核苷

26、酸； 单链核苷酸(P)值大于双链核苷酸， 因此核酸变性时, (P)值增高，称增色效应；核酸复性时, (P)值降低，称减色效应。 常用核酸溶液紫外吸收值的变化作为变性或复性的指标。,双螺旋呼吸： 双链DNA配对碱基的氢键不断处于断裂和再生状态中，特别是在稳定性较低的富含A-T的区段。在微观上，常常出现瞬间的单链泡状结构，这种现象称为双螺旋的呼吸作用。一些蛋白质可识别这种结构，并在单链结构下阅读和识别DNA内部所含信息。,（三）杂交 （P210）,DNA的变性在一定条件下是可逆的，而相同来源的DNA分子容易通过这种方式进行杂交，甚至不同来源的DNA以及多核糖核苷酸与多脱氧核糖核苷酸之间也可以进行杂

27、交。 1、概念：不同来源的分子，经热变性后冷却复性，如异源间某些区域有相同的序列，则会形成杂交分子。,核酸杂交,Filter hybridization establishes whether a solution of denatured DNA (or RNA) contains sequences complementary to the strands immobilized on the filter.,样品酶解,琼脂糖电泳分离,变性、转移硝酸纤维薄膜,只吸收单链,与放射性探针杂交十小时，洗涤烘干,放射自显影，可探知或分离互补系列DNA,2、southern（Edwen Southe

28、rn）杂交： （印记技术、固相杂交）（P428）,样品酶解,琼脂糖电泳分析,变性转移硝酸纤维薄膜,只吸收单链,与放射性探针杂交 十小时洗涤烘干,放射自显影,3、DNA聚合酶链反应（PCR）（P423）,原理： 1）变性：通过加热使双链DNA变成单链DNA。 2）退火：温度突然降低，引物与模板链局部形成杂交链。 3）延伸：在DNA聚合酶的作用下，进行DNA链延伸反应。 以上三步为一个循环。,基本步骤：,a、设计一对引物：应尽量减少非特异产物。 b、优化反应体系：适量模板，引物，4种dNTP,TaqDNA聚合酶,Mg2+。 c、选择热循环温度：变性温度，退火温度，延伸温度。 d、鉴定扩增产物：一般

29、用凝胶电泳。,5. 核酸的分离和纯化,一、分离的一般原则 要保持天然性，因此要求在提取过程中掌握下列原则： 1、防止核酸酶的降解； 2、防止化学因素的降解； 3、防止物理因素的降解。,二、DNA的分离纯化,预处理：将细胞提取物用1 Mol/L NaCl溶解，然后稀释至0.14 Mol/L，离心，沉淀为DNP，（溶液中含RNP）。DNP的蛋白质部分可用下列方法除去： 1、苯酚法 2、辛醇氯仿法 3、SDS法 将不同构象的DNA进行分离： 蔗糖密度梯度超离心大小不等的线性 DNA 分开，也可将分子量相同而构象不同的DNA分开； 氯化铯密度梯度平衡超离心双股DNA和单股DNA分开； 氯化铯-溴化乙锭

30、梯度离心双链DNA的环状DNA和线状DNA分开。 羟基磷灰石（HA）或白蛋白硅藻土（MAK）柱层析分离变性DNA和天然DNA。,三、RNA的分离纯化,预处理：细胞均浆进行差速离心，制得细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体等细胞器和细胞溶质，然后再从这些细胞器中分离某一类RNA。RNP除蛋白的方法与DNP除蛋白的方法相似。 RNA的提取多采用酚提取法 进一步纯化多种方式：密度梯度离心、DEAE纤维素、DEAESephadex、甲基化白蛋白硅藻土等各种特异柱层析、特异亲和层析（分离mRNA)、免疫法（分离mRNA)等。聚丙烯酰胺凝胶电泳、羟基磷灰石柱层析、凝胶过滤法也常用于分离纯化RNA。,6.核酸的分

31、析测定 1、紫外吸收法：测碱基 2、定糖法：RNA戊糖 糠醛苔黑酚三氯化铁 绿色 DNA脱氧戊糖 羟基酮醛+二苯胺 蓝色 3、定磷法：样品灰化：浓硫酸或过氯酸处理生成无机磷钼酸胺 磷钼酸+还原剂 钼蓝。,7.核酸的生物学功能,一、核酸与遗传信息的传递 1、DNA是基本的遗传物质 在遗传过程中，DNA的具体作用有2方面： A、在细胞分裂是按照自己的结构精确复制传给子孙； B、作为模板将所储遗传信息传给mRNA。,A、 RNA参与蛋白质的生物合成 rRNA占细胞总RNA的80%，它是装配者并起催化作用. tRNA占细胞总RNA的15%，它是转换器，携带氨基酸并起解译作用. mRNA占细胞总RNA的

32、35%，它是信 使，携带DNA的遗传信息,并起蛋白质合成的模板作用.,2、RNA在传递遗传信息上的作用,B、 RNA功能的多样性 控制蛋白质合成. 作用于RNA转录后加工与修饰. 基因表达与细胞功能的调节. 生物催化与其他细胞持家功能. 遗传信息的加工与进化.,C、有些病毒的遗传物质是RNA,有些病毒只含有RNA和蛋白质，不含有DNA, 称为RNA病毒，又叫做逆转录病毒。如烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)，其遗传物质是RNA。,二、核酸结构改变与生物变异,任何一对碱基的改变或增减，都可以导致生物的变异。DNA结构的改变即导致蛋白质结构的改变，从而引起生物遗传的

33、变异。 三、核酸与病变 1、核酸与遗传性疾病 2、核酸与病毒性疾病,四、DNA与细菌转化,细菌转化实验 噬菌体侵染实验 这些实验都证明了DNA是主要遗传物质 有些病毒的遗传物质是RNA.,细菌的遗传物质是DNA的转化实验图示,Griffith(1928)发现肺炎双球菌转化，Avery (1944)证实转化因子是DNA而不是蛋白质，证实了遗传物质是DNA，并由 Hotchkiss进一步证实。,噬菌体的遗传物质是DNA的转化实验图示,A.D.Hershey,Martha Chase(1952),用噬菌体T2感染大肠杆菌的放射性同位素标记示踪实验最终证实了遗传物质是DNA。,Hershey和Chas

34、e的“渗振”实验 T2噬菌体：32P标记DNA，35S标记外壳蛋白。侵染实验表明进入大肠杆菌细胞内并进行复制与组装的是DNA。 The genetic material of phage T2 is DNA.,8.基因重组与遗传工程,概念：遗传工程（又称基因工程），简单地说，就是利用人工方法改组DNA（即改组基因），从而培育新型生物品种的技术。 原理：先从甲种细胞提取DNA，用适当的酶切割成片段，或用人工合成的DNA片段（统称外源DNA）；再将外源DNA与合适的DNA进行重新组合，形成重组DNA分子，然后用适当的方法把这种重组DNA分子引入乙种生物（称受体或宿主）细胞中，并在受体细胞中繁殖遗传，使子代表现出新渗入的DNA所携带的遗传性和特性。 步骤： 1.重组DNA分子（即DNA体外重组、基因重组） 2.将重组DNA引入受体细胞（转化、转导）。,思考题： 1、简述tRNA 、 rRNA 、 mRNA 在蛋白质合成中的作用。 2、试比较DNA和RNA在结构和功能上的区别。,