生物化学讲义第二章核酸化学.doc
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第二章 核酸的结构与功能
【目的和要求】
1. 熟悉核酸的种类、分布和主要的生物学功能。
2．掌握核酸的化学组成、核苷酸的连接方式。
3．归纳区分两类核酸在化学组分上的异同点。
4．说出DNA二级结构的模型及其主要特点。
5．简述RNA分子组成和结构的特点。
6．简述三种RNA结构特点和主要功能。
7．了解核酸重要的理化特性及其在医学上的应用。
8．能说出生物体内重要的单核苷酸及其生化功能。
【本章重难点】
1.核酸的种类、分布和生物学功能。
2．核酸的化学组成。
3．DNA和RNA的分子结构与功能。
4．核酸的变性、复性及杂交。
5．生物体内重要的单核苷酸。
学习内容
第一节 核酸的化学组成
第二节 DNA的分子结构
第三节 RNA的分子结构
第四节 核酸的理化性质
第一节 核酸的化学组成
一、核酸（nucleic acid）的分类、分布与生物学功能
分 类 分 布 生物学功能
核糖核酸（RNA） 细胞质 参与蛋白质的生物合成
mRNA 5 % 蛋白质合成的直接模板
tRNA 15 % 活化与转运AA
rRNA 80 % 充当装配机，提供场所
脱氧核糖核酸（DNA） 核内、染色质 遗传的物质基础*
* 基因 —— DNA分子中的功能片段（决定遗传特性的碱基序列）。
二、核酸的分子组成
1．核酸的元素组成：C.H.O.N.和P；代表元素P，平均含量9～10％。
2．核酸的基本组成单位：核苷酸（nucleotide）
1）核苷酸的组成
水解 水解
水解 水解 磷酸 戊糖(戊糖、脱氧戊糖)
核酸 核苷酸
核苷 嘧啶（C.T.U）
碱基
嘌呤(A.G)
戊糖、碱基：
核苷、核苷酸：
核苷酸链：3/,5/－磷酸二酯键；3/－羟基端，5/－磷酸基端
2）核苷酸的结构与命名
3）核苷酸的功用
3．两类核酸在分子组成上的异同点
第二节 DNA的分子结构
一、DNA的一级结构
组成DNA分子的基本单位是四种脱氧核苷酸:dAMP、dCMP、dGMP和dTMP
1．DNA的碱基组成规律：
Chargaff规则：①同一生物不同组织的DNA样品，其碱基成分含量相同。②不同生物的DNA碱基成分含量不同。③对某一生物讲，其碱基成分的含量不受年龄、营养及环境变化等影响。④在同一生物的DNA碱基含量是A=T，G=C，A+G=C+T 。
2．DNA分子的基本结构（一级结构）：
DNA链中的碱基组成（A 、T、 C、 G）及其排列顺序。
脱氧核苷酸之间的连接键：3,5-磷酸二酯键（共价键）。
DNA的遗传信息即储存在DNA分子的碱基排列顺序中。
基因：DNA分子中的功能片段（决定遗传特性的碱基序列）。
3．DNA分子的空间结构：
DNA双螺旋结构主要特点：①两条链方向相反、相互平行、主链是磷酸戊糖链，处于螺旋外侧。②碱基在螺旋内侧并配对存在，A与T配对，G与C配对，A与T之间二个氢键相连（A-T），G与C之间三个氢键相链（G-C）。③螺旋直径2nm，二个碱基对平面距0.34mm，10bp为一螺距，距离为3.4nm。④稳定因素主要是碱基之间的氢键和碱基对平面之间的堆积力。
双螺旋结构的生物学意义：①提出了遗传信息的贮存方式、DNA的复制机理②是DNA复制、转录和翻译的分子基础
DNA的三级结构
定义：双螺旋结构进一步盘曲所形成的空间结构。
真核生物染色质DNA是很长的线形双螺旋，DNA缠绕在组蛋白的八聚体上形成核小体，这是一种DNA三级结构形式。
第三节 RNA的分子结构
RNA的组成与结构特点：除A、G、C、U四种外，还含有较多的稀有碱基；多为单链结构，但有局部双螺旋（类似“发夹结构”）。RNA可分：信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）、核蛋白体RNA（rRNA）
一、tRNA―――转运RNA
1、tRNA一级结构特点是：①核苷酸数目在70-90之间；②含较多稀有碱基；③3末端均是-CCA的结构
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